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文檔簡介

針翅換熱管對氣體水合物生長過程的強化摘要:采用針翅換熱管和光管分別對冰、THF氣體水合物以及HCFC141b氣體水合物的生長特性進行對比研究。針翅管對冰、THF氣體水合物和HCFC141b氣體水合物的生長過程均具有良好的強化作用,內(nèi)外雙翅式針翅管比外翅式針翅管可以更大幅度地強化生長過程。關(guān)鍵字:氣體水合物針翅換熱管R141b0緒言氣體水合物是由某些氣體(或易揮發(fā)液體)和水形成的包絡狀晶體[1],其重要特點是可以在冰點以上結(jié)晶固化,又稱“暖冰”,其一般的反應方程為:作為新一代蓄冷介質(zhì),氣體水合物克服了冰(蓄冷效率低)、水(蓄冷密度?。?、共晶鹽(換熱效率低,易老化失效)等蓄冷介質(zhì)的弱點:相變溫度在4~15℃之間,適合常規(guī)空調(diào)冷水機組;熔解熱約為270~464kJ/kg,蓄冷密度大(與冰相當);易于采用直接接觸式蓄、放冷系統(tǒng),蓄冷和放冷過程的熱傳遞效率高。其低壓蓄冷系統(tǒng)的造價相對較低,因為被認為是一種比較理想的蓄冷方式[2]。不過,氣體水合物蓄冷技術(shù)要想達到可以工程應用的要求,必須克服氣體水合物誘導時間長、生長緩慢的缺點。針翅管(PinfinTube)是一種新型的三維強化管,瑞典、日本等將其應用于油冷卻器和般用鍋爐上,我國很早就在青島引進了瑞典制造技術(shù),并已國產(chǎn)化,已經(jīng)應用于電廠等,出口德國等地[3]。作者認為,針翅換熱管所具有的獨特表面特性(表面積大,表面粗糙)可能有利于冰或氣體水合物的結(jié)晶,為此,作者特在本文中采用針翅換熱管和光管分別對冰、THF氣體水合物以及HCFC141氣體水合物的生長特性進行對比研究。圖1即是本實驗中所采用的針翅管,由四川驚雷科技股份有限公司加工制造,針翅是直接在基管上炮制。1實驗裝置與實驗程序具體的實驗裝置說明詳見[4],冰和THF氣體水合物的生長過程實驗程序詳見[5],HCFC141b氣體水合物的生長過程詳見[6]。表1針翅強化管對冰的結(jié)晶-分解動力學特性的影響a棍換熱管班過冷嚼度爪(濤℃雨)好誘導時疲間言(追min勒)索生長速喜度帆(折g/m團in)瞞光管吐2.0定240參1.5蠅針翅管嘉(外翅掀式)化1.0穩(wěn)10著3.0池針翅管川(內(nèi)外滋雙翅式礙)輔0.5桌10課4.1a反應器垂直放置,冷媒流向由上向下,冷媒溫度為-5℃;b指整個生長過程的平均生長速度表2針翅強化管對THF氣體水合物的結(jié)晶-分解動力學特性的影響a姜換熱管劫過冷駐度欲(劫℃護)超誘導時籠間恨(捧min濁)話生長速責度被(框g/m咽in)疊光管樓3.8刊10抽1.5愚針翅管會(外翅芬式)話4.4鉛10絲3.0科針翅管搏(內(nèi)外聾雙翅式估)付3.6漂10喚3.5a反應器垂直放置,冷媒流向由上向下,冷媒溫度為-5℃;b指整個生長過程的平均生長速度表3針翅強化管對HCFC141b氣體水合物的結(jié)晶-分解動力學特性的影響a蟻換熱管姿過冷獻度客(僚℃萄)盡誘導時當間悼(矮min釀)費生長速厲度碼(繪g/m竹in)房光管主6.4擁360脊2.9易針翅管垮(外翅狀式)軟6.4鍋180矛6.0饞針翅管渣(內(nèi)外糊雙翅式青)從6.0途90糞6.5a反應器垂直放置,冷媒流向由上向下,冷媒溫度從0℃以1℃/1h的速率降低到-5℃,SDS濃度為0.03%;b指整個生長過程的平均生長速度2針翅換熱管對冰和THF氣體水合物生長過程的強化通過實驗觀察發(fā)現(xiàn),針翅管外冰或THF氣體水合物的生長形態(tài)和光管外的生長形態(tài)是一樣的,也是冰或THF氣體水合物圍繞換熱管慢慢長厚,圖像在此省略。針翅管對冰或THF氣體水合物結(jié)晶動力學特性的影響如表1和表2所示。分析表1可以發(fā)現(xiàn),與光管相比,冰在針翅片外生長的過冷度、誘導時間均有很大的降低,而生長速率則提高了一倍。由此可見,針翅管對冰的生長過程的強化作用是非常顯著的。相比較而言,內(nèi)外雙翅式針翅管比外翅式針翅管的強化作用要更為明顯,所以作者認為針翅管應用于冰蓄冷技術(shù)是完全可行的。墓分析黃表啊2等可以發(fā)典現(xiàn),與燒光管相你比礙,搜TH痛F羅氣體水碌合物在栽針翅管稍外的過號冷度、竄誘導時清間并沒云有明顯貼的變化利,但生酷長速率荷卻增大曾了一倍沖。由此訪可見,快針翅管溫對青TH貍F柱氣體水枝合物生漆長過程顧的強化毅作用主隨要體現(xiàn)年于增大葛了生長兄速率,縫而對過致冷度和桿誘導時親間的影賭響不大姓,作者奉認為原盯因在輸于侮TH鋼F觸氣體水薄合物在劍光管外械的過冷之度和誘刪導時間債本身就褲比較小斧,降低慈的空間余有限。曠由種于朋TH逝F秀氣體水預合物在永同等實持驗溫度駁下的生趕長速率癢要比冰移小,因爛此作者產(chǎn)認為采肚用針翅論管來加陽快娛TH壘F儀氣體水盈合物的且生長速銳率是非習常有實少用價值礎的。對稱于針翅晨管本身河來說,功內(nèi)外雙船翅式針狡翅管比遺外翅式封針翅管散可以更皇大幅度銀地加快于生長速汁率。柴3列針翅換倉熱管莫對扇HCF旬C14伶1急b肌氣體水屠合物生該長過程妨的強化伴通過實墾驗觀察桿發(fā)現(xiàn),劫針翅管懲外辮HCF蟲C14碧1蓮b蘆氣體水摸合物的豬生長形渡態(tài)和光租管外的偏生長形貞態(tài)是一捉樣的,舍也是在敲表面自米由能的文作用下款沿著換探熱管向食下滲透都到液彩態(tài)盲HCF趟C14本1熔b棗中生長稠,具體永見器[6哭]殼。品針翅管寺對段HCF饞C14諸1問b械氣體水嫁合物結(jié)誓晶動力倡學特性袍的影響削如啞表恰3泛所示。轉(zhuǎn)分析望表堪3柴可以發(fā)像現(xiàn),與吸光管相岡比姑,默HCF嘆C14岡1燒b黨氣體水拉合物在歲針翅管繁外的過味冷度沒遍有明顯寸的變化廟,但誘嶼導時間糞卻有了駝明顯的付減小,笨而且生遺長速率銅也增大賢了一倍形。由此救可見,玉針翅管柴對眉HCF弓C14鈔1借b蒼氣體水們合物生俗長過程培的強化宿作用主古要體現(xiàn)奪于減少供誘導時卵間和增累大生長裙速率,濕而對過嚷冷度的燦影響不萄大,具腐體原因悄還有待彈于進一講步的研滑究。由味于攀HCF據(jù)C14服1渴b硬氣體水順合物在出光管外柳的誘導紗時間非典常長(趙一般超伏過因360刪mi乏n欺),而賓針翅管年正好可畫以明顯讀改善這殖一缺點史,所以炊作者認忙為采用祝針翅管貞來強眼化智HCF帝C14殿1璃b查氣體水瓶合物的替生長特泉性是非夾常有實系用價值轉(zhuǎn)的。對殿于針翅瀉管本身喝來說,傷內(nèi)外雙易翅式針奶翅管比屯外翅式所針翅管邪可以更糠大幅度皇地加快藥生長速耗率和縮被短誘導烘時間。4總結(jié)插本文中灰作者將偵針翅強芝化管應銅用于冰紀、裳TH偏F皆氣體水持合物以紛及棒HCF移C14汽1鐵b層氣體水庫合物生減長過程首的強化奧研究中刊,取得傾了預期繭的良好柳效果。接冰的強云化生長抗實驗研撲究表明殖,相對計于光管煌,針翅芳管可以紛大大降陽低冰的骨過冷度語、明顯盒縮短冰獄的誘導驕時間并疏且顯著殿地加快贏了冰的蔥生長速隸率,因益而對冰交的生長稱過程有失著明顯舊的強化政效果鼠;址TH社F屆氣體水喊合物的私強化生描長實驗處研究表效明,相角對于光鳳管而言就,針翅崖管可以郵大大提蒸高蝶TH黎F抬氣體水憑合物的掠生長速斷率行;趟HCF臘C14吳1蒸b照氣體水在合物的盈強化生幸長實驗診研究表角明,與廉光管相俘比,針陸翅管可嬸以明顯污縮狂短送HCF蒸C14蘇1耍b驗氣體水盆合物的談誘導時嗎間并且緣大大加流快了它姻的生長纖速率。敘由此可嘉見,針鳴翅管對薄冰蜜、安TH餐F咱氣體水梅合物拘和絲HCF嘉C14耗1拔b落氣體水假合物的鏡生長過給程均具濱有良好定的強化份作用。殃對于針連翅管本鹿身來說涌,內(nèi)外掉雙翅式暢針翅管需比外翅妖式針翅漂管可以米更大幅攀度地強爪化生長扣過程(閱減小過業(yè)冷度、蹲加快生輸長速率雙和縮短紀誘導時色間)。遼參考文鴨獻渴1.D噴.W努.Di背vid老son沉,C地lat誕hra柴te兼Hyd按rat宜es,欄.啄Wat厘er-絮AC責omp央reh綁ens紋ive弓Tr蟲eat功is速e柿(歌Edi炮ted咱by如Fe熄lix弦Fr杏ank痛s坦)嘆.P穩(wěn)len傷ium劈Pr興ess秒,N翅ew碰Yor及k-L酒ond曾on,現(xiàn)197功3墓2爬.磚郭開奉華浮,匯舒碧腐芬況.肆空調(diào)蓄感冷及氣橋體水合助物蓄塘冷歲.框制幼冷起,19奸95,鞋53(韻3):愁15-毀21餡3玉.纖錢頌文繞,朱冬綱生,李地慶領(lǐng)奇等凍.對管式換頁熱器強請化傳熱限技機術(shù)紛[M]免.辛翼北京,最化學工步業(yè)出版明社朝,或200惹3棚,波116籌4狹.找謝應明鉛,郭開甜華,梁晉德青瑞等退.告氣體水母合物融水冰快速恰成核與潮靜態(tài)滲肝透生瑞長銜.姨驢中國科箱學酬B果輯雨-緒化雄學幕,20危0記4哄,太3藥4直(翻5筑)刃,味375隔~38盞1相5.[吹5恐]嗚謝應明柳,梁德總青,郭健開華虹等她.壩四氫呋踩喃水合島物換熱欠管外結(jié)叫晶分解爆動力學謙研沖究懼.時西安交夢通大學暴學報植,桐200鈔5秀,箭3姥9霉(立3搬)滴,沒313慶~31聯(lián)6魂6.X涌ie,盜Y.M戒.,傍Guo復,K宅.H.耍,

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