毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1 研究背景

随着社会的不断进步，人们的生活水平日益提高，对各方面的需求以及消耗的能源也越来越多。目前，消耗的能源主要是煤炭、石油和天然气，但是这些资源储备有限，如果继续无节制的浪费，那面临的将不仅是生态环境的破坏，还有资源的枯竭。因此，积极开发新能源，合理利用现有能源，倡导节能减排，发展循环经济是刻不容缓的^[1]。作为一个发展中的大国，中国人均能源消费还没有达到世界平均水平，我国能源问题面临着严峻的挑战。开发和利用先进的节能技术，大力发展低碳经济势在必行 ^[2]。换热器是一种热量交换的设备，它不仅在我们日常生活中起到了至关重要的作用，而且在涉及到加热、冷却以及热量传递等方面的生产中也是不可缺少的工艺设备^[3]。除此之外，作为一种节能设备，在当下世界各国能源极其紧张的大背景下，更应大力提倡换热器的发展和使用。

由于我国南方潮湿的气候，以及长江中下游地区的梅雨，这就给晾晒衣物带来的困难。如果能有一台干衣机，那么这一切问题都将迎刃而解。在日本，70%以上的家庭干衣机和洗衣机是配套使用的；而在欧美的一些发达国家，人们已经普遍使用干衣机来干燥衣物^[4]。目前，市场上较为普遍的干衣机有电热式滚筒干衣机和热泵式干衣机，其中电热式滚筒干衣机的工作原理是直接利用电加热元件产生的高温空气烘干衣物，但是这种方法能耗较高，而且还容易发生局部过热而损伤衣物^[4]。而热泵式干衣机干衣温度比较低，干衣速度较慢，效率较低。然而，热管换热器能耗较低，节能效果显著，如果能够将热管换热器用在干衣机上，就能避免这些问题^[5]。在全球节能减排的大背景下，热管换热器作为一种环保、高效的加热装置得到广泛的推广^[6]。比如，电器领域热管技术已经广泛应用在空调、热水器、电冰箱、笔记本电脑中，国防、航空、铁路运输等领域也有广泛的应用^[7]。将热管换热器技术应用在干衣机上，能耗将能够大大降低，随着热管技术的发展，能效还在不断的提升，有非常大的发展前景^[8]。

2 热管换热器的介绍

2.1 热管换热器及分类

热管是一种高效的传热元件，它被广泛的应用于温度控制、热控制以及节约能源等各种提高能源的利用效率的传热或散热场合。比如，在航空航天和高发热器件的热温控方面的应用相当广泛，在这些领域发挥着不可替代的作用^[9]。随着热管技术的飞速发展，其传热性能得到很大的提高，作为一种高效的换热元件，从而产生了热管换热器^[10]。

热管换热器按照热流体和冷流体的状态，可以分为气-气式、气-汽式、气-液式、液-液式、液-气式。按照热管换热器的结构形式可以分为整体式、分离式和组合式^[11]。热管换热器目前已得到广泛的推广与应用，和其它类型的换热设备相比，它工作可靠、压力损失小、传热效率高、结构紧凑、传热性能好、均温性能优良、传热方向可逆、阻力损失小，能最大限度的回收低品位余热^[10]。

2.2 热管换热器的发展

热管换热器是20世纪70年代伴随着热管技术发展起来的^[11]。由于热管不需要外力就能将大量的热量从一处传递到另一处的特点，因此它在节能方面发挥出巨大的作用，并且得到了广泛的应用。比如锅炉、炼铁厂的高炉、冶炼厂的冶炼炉等，必须经过换热器的换热才能使废烟气的热量传递给空气。由于换热器能传递大量的热，并且热回收率高，阻力小，结构简单、紧凑、经济，并能防止低温腐蚀，这些都是常规换热器难以达到的^[12]。我国自上世纪八十年代就已经开始研究热管换热器，相继开发了热管气气热管换热器、热管蒸汽发生器、热管热风炉换热器及锅炉空气预热器等换热设备，使得我国能源的综合利用从低水平向高水平方面发展^[13]。随着强化传热技术的进步和新材料及新工艺的不断发展，各种换热设备也趋向于高性能、高效率、低能耗、紧凑型的设计方向发展。我国在新型换热器的研发应用方面与国外尚存在较大差距，目前在生产中仍以各种管壳式换热器为主，这就需要我们借鉴国外换热器发展中的先进技术和经验，拓宽思路，发展适应本国生产需要的各类高效传热设备^[14]。