博碩士論文 91323084 詳細資訊




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姓名 林岳宏(Yue-Hung Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 水對空氣在板式熱交換器之性能測試分析
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摘要(中) 由於氣體熱傳係數低,因此工業上用在空壓機排氣除溼之熱交換器體積都比較大,為了節省空間及提高熱傳效率,板式熱交換器逐漸被用在空壓機排氣除溼之場合。但目前對於氣體方面的測試資料非常缺乏,因此本研究以實驗方法量測分析水對空氣在板式熱交換器之熱傳壓降性能。實驗結果顯示,空氣與水之摩擦係數及熱傳係數隨雷諾數變化的趨勢並無太大差異。
除此之外,空氣的壓降對熱傳性能影響非常重大,壓降大可能造成空氣膨脹,使得空氣在熱交換器中溫度下降,如此一來空氣與冷水的溫度差就變小了,導致熱傳效果變差。且當板片數較多時,入出口壓降會大於摩擦壓降,導致不必要之運作負載,並針對此點提出預測板片摩擦壓降及入出口壓降之經驗式。
關鍵字(中) ★ 山型紋板片
★ 熱傳
★ 壓降
★ 板式熱交換器
關鍵字(英)
論文目次 目 錄
頁次
摘要------------------------------------------------------------------------------------ i
目錄----------------------------------------------------------------------------------- ii
表目錄------------------------------------------------------------------------------- iv
圖目錄-------------------------------------------------------------------------------- v
符號說明----------------------------------------------------------------------------vii
第一章 前言------------------------------------------------------------------------- 1
1.1 研究背景------------------------------------------------------------------------ 1
1.2 研究目的------------------------------------------------------------------------ 2
第二章 文獻回顧------------------------------------------------------------------ 4
2.1 前言------------------------------------------------------------------------------ 4
2.2 氣體在板式熱交換器內壓降與熱傳性能--------------------------------- 5
第三章 實驗方法----------------------------------------------------------------- 13
3.1 實驗系統---------------------------------------------------------------------- 13
3.2 實驗步驟---------------------------------------------------------------------- 14
3.3 數據換算---------------------------------------------------------------------- 15
3.3.1 壓降數據換算-------------------------------------------------------- 15
3.3.2 熱傳數據換算-------------------------------------------------------- 16
第四章 實驗結果與討論------------------------------------------------------- 22
4.1 壓降分析--------------------------------------------------------------------- 22
4.2 熱傳分析--------------------------------------------------------------------- 27
第五章 結論---------------------------------------------------------------------- 52
參考文獻-------------------------------------------------------------------------- 53
附錄一、參數誤差分析-------------------------------------------------------- 55
附錄二、流體性質-------------------------------------------------------------- 60
表 目 錄
頁次
表2.1翁嘉鴻 [2002]壓降與熱傳經驗式------------------------------------- 11
表2.2賴義吉 [2002]壓降與熱傳經驗式------------------------------------- 11
表3.1實驗儀器誤差------------------------------------------------------------- 19
表3.2實驗參數誤差------------------------------------------------------------- 19
表3.3測試板式熱交換器型式及幾何尺寸---------------------------------- 19
表4.1流道截面積與入出口截面積--------------------------------------------30
表4.2 K070與K030L之板片摩擦係數及入出口摩擦係數---------------30
表4.3量測空氣溫度與反推之空氣溫度--------------------------------------30
表4.4 K070與K030L之Nu與雷諾數之關係式-----------------------------30
圖 目 錄
頁次
圖1.1殼管式熱交換器(王啟川 [2001])--------------------------------------3
圖1.2板式熱交換器(王啟川 [2001])---------------------------------------3
圖2.1板式熱交換器流路示意圖-----------------------------------------------11
圖2.2組合型板式熱交換器(王啟川 [2001])-----------------------------12
圖2.3硬銲型板式熱交換器(王啟川 [2001])----------------------------12
圖2.4山型紋板片幾何參數-----------------------------------------------------12
圖3.1水對空氣實驗系統示意圖-----------------------------------------------20
圖3.2熱交換器板片外觀--------------------------------------------------------21
圖4.1 K070壓降與空氣流量關係圖-------------------------------------------31
圖4.2 K030L壓降與空氣流量關係圖-----------------------------------------32
圖4.3 K070 x 10壓降與空氣流量關係圖-------------------------------------33
圖4.4 K070 x 60壓降與空氣流量關係圖-------------------------------------34
圖4.5 K030L x 10壓降與空氣流量關係圖-----------------------------------35
圖4.6 K030L x 60壓降與空氣流量關係圖-----------------------------------35
圖4.7 K070摩擦係數與空氣雷諾數關係圖----------------------------------37
圖4.8 K030L摩擦係數與空氣雷諾數關係圖--------------------------------38
圖4.9疊代修正後之K070板片摩擦係數與空氣雷諾數關係圖----------39
圖4.10疊代修正後之K030L板片摩擦係數與空氣雷諾數關係圖------40
圖4.11疊代修正後之K070入出口摩擦係數與空氣雷諾數關係圖-----41
圖4.12疊代修正後之K030L入出口摩擦係數與空氣雷諾數關係圖---42
圖4.13疊代修正後之K070 x 10壓降與空氣流量關係圖-----------------43
圖4.14疊代修正後之K070 x 60壓降與空氣流量關係圖-----------------44
圖4.15疊代修正後之K030L x 10壓降與空氣流量關係圖---------------45
圖4.16疊代修正後之K030L x 60壓降與空氣流量關係圖---------------46
圖4.17 K070熱傳量與空氣流量關係圖--------------------------------------47
圖4.18 K030L熱傳量與空氣流量關係圖------------------------------------48
圖4.19溫度量測點示意圖-------------------------------------------------------49
圖4.20 K070之Nu與空氣雷諾數關係圖-------------------------------------50
圖4.21 K030LNu之與空氣雷諾數關係圖------------------------------------51
參考文獻 參考文獻
Cooper, A., 1987, “Condensation of Steam in Plate Heat Exchangers,” AIChE Symp, Vol. 70, No. 138, pp. 172 - 177.
Dulker, A. E., 1964, “Two Phase Flow Data Analysis and Correlation Studies,” University of Houston, Texas.
Kays, W. M., and London, A. L., 1984, Compact Heat Exchangers, 3rd Edition, pp. 108-114, McGraw-Hill, New York.
Kreissig, G., and Muller-Steinhagen, H. M., 1992, “Frictional Pressure Drop for Gas/Liquid Two-Phase Flow in Plate Heat Exchangers,” Heat Transfer Engineering, Vol. 13, No. 4, pp. 42 - 52.
Lockhart, R. W., and Martinelli, R. C., 1949, “Proposed Correlation of Data for Isothermal Two-Phase, Two-Component Flow in Pipes,” ChemicalEngineering Progress, Vol. 45, No. 1, pp. 39 – 48.
Wang, L. K., and Sunden, B., 1999, “Pressure Drop Analysis of Steam Condensation in a Plate Heat Exchanger,” Heat Transfer Engineering, Vol. 20, No. 1, pp. 71 - 77.
Wang, Z. Z., and Zhao, Z. N., 1993, “Analysis of Performance of Steam Condensation Heat Transfer and Pressure Drop in Plate Condensers,” Heat Transfer Engineering, Vol. 14, No. 4, pp. 32 - 41.
王啟川,2001,熱交換器設計。
翁嘉鴻,2002,水對水板式熱交換器性能測試分析,國立中央大學機械工程研究所碩士論文。
賴義吉,2004,水對水在板式熱交換器性能測試分析,國立中央大學機械工程研究所碩士論文。
指導教授 楊建裕(Chien-Yuh Yang) 審核日期 2004-7-18
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