毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、研究背景

近年来能源问题成为全世界各国最为关注的热点，各国都在从自己本国的国情出发来解决能源问题。中国作为世界上最大的发展中国国家，具有巨大的发展前景，对能源的需求也尤为突出。我国虽然能源总量丰富，但是由于人口基数较大，导致人均能源资源短缺（尤其是油、气、水），在己探明的煤炭、石油、天然气、水力资源等能源资源中，人均占有量均低于世界平均水平^[1]，不仅如此，在人均资源占有量低于世界平均水平的同时，我国能源利用率也大大低于先进国家^[2]。所以能源问题尤为突出，它将极大的制约我国的可持续发展以及为中华民族子孙万代生生息息留有生存空间。对此，我们必须加以重视。在实际的工业生产中，热量传递是能源利用非常重要的环节，而在此环节中，必不可少的设备就是换热器^[3].换热器在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等^[4]。有关统计表明,在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30%,在炼油厂中占全部工艺设备的40%左右,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的^[5]，其重要性可想而知。为了提高换热效率，降低生产成本，提高经济效益，强化传热研究一直备受关注^[6].

二、强化传热技术

换热器的强化传热就是通过改变影响传热过程的各种因素力求使换热器在单位时间内，单位传热面积上传递最多的热量。增强对流换热，减小流动阻力，是提高换热器综合性能的有效途径。在增强对流换热方面，按照Bergles分类方法^[7],强化传热一般分为主动强化和被动强化两类。主动强化需要借助于外加动力来实现,需要消耗外部能量，主要分为机械搅动^[8]、表面振动^[9]、流体振动^[10]等，而被动强化不需要额外的能量消耗,出于节能考虑，其在工业生产中得到了更为广泛的应用，是换热器强化主要采用的方法。本文主要对被动强化进行研究，其中以纽带管强化传热为讨论重点。

三、强化传热机理

在表面式换热器中,单位时间内的换热量Q与冷热流体的温度差△t及传热面积F成正比,即

Q = KF△t

式中,K为传热系数,是反映传热强弱的指标。

由上式可知，欲提高Q，途径有三种，即增大传热温差、扩大换热面积和提高传热系数。上述三种增强传热效果的方法在换热器都或多或少的获得了应用，但是由于扩展传热面积及加大传热温差常常受到场地、设备、资金、效果等的限制，不可能无限制的增强。所以，当前换热器强化传热的研究主要方向就是：如何通过控制换热器传热系数(K)值来提高换热器强化传热的效果。我们现在使用最多的提高换热器传热系数(K)值的技术就是：在换热器换热管中加扰流子添加物，通过扰流子添加物的作用，使换热器传热过程的分热阻大大的降低，并且最终来达到提高换热器传热系数(K)值的目的。而被动强化可有效达到提高（K）值的目的。