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文档简介

N-甲基吡咯烷酮热管的实验研究动研部热能<二>中心张子建1.热管原理及应用图1.重力式热管工作原理热管可用在各行各业上，我们主要把热管应用在余热回收领域，热管元件可制成多种换热器，用的较多的有热管气体预热器，热管省煤器，热管余热锅炉等。热管换热器较常规换热器有以下优点：1.热管换热器较常规设备更平安、可靠，可长期连续运行。2.热管换热器的管壁温度可调性高。3.冷、热段结构和位置布置灵活。2研究背景及市场分析寻找既能工作于200～350℃温度范围〔对应的烟气温度约为300～450℃〕，又能与碳钢相容的热管工质，一直是热管界将热管用于余热回收时的一个重要目标。我们根据市场的需要，先后开发过加缓蚀剂的水工质、导热姆A工质和萘工质。导热姆A工质由于工作温度区域狭窄，热稳定性差，已被我们淘汰。而水工质和萘工质是目前我们常用的两种中温热管工质，两者的工作温度范围互相重叠，分别为50～250℃和150～450℃。工作温度小于200℃时，水工质有优异的传热性能，是设计首选。而当工作温度大于200℃时，水工质与碳钢的相容性逐渐变差，饱和蒸汽压迅速增大，对管壳的强度及制造工艺的要求更加苛刻，只能勉强用到250℃。温度大于250℃时一般用萘热管，尽管其饱和蒸汽压大大降低，但其传热性能也比水差了许多，特别是其常温时为固态，热管制作只能采取固态充装后再抽真空的方法，工质无法除气，封口也较难。更令人不满的是这种工质的等温性检验较困难，费时费工费电，稍有不慎还易过热，对保证热管质量带来隐患。因此急需寻找一种能替代萘工质的新工质。3国内外该技术的现状分析目前市场上尚未见N－甲基吡咯烷酮热管产品问世。它是一种化工萃取剂，为了将N－甲基吡咯烷酮工质用到我们的热管产品上来，以代替不太适宜的萘工质，对它的传热性能进行过细的研究是完全必要的。N－甲基吡咯烷酮常温下是一种无色透明的液体，熔点－24℃，沸点202℃，密度1.026g／cm3，在250～400℃温度范围内饱和蒸汽压力为，与碳钢相容，因此很适合做中温热管工质。但将其制成汽液两相逆流的轴向热管和汽液两相共存的径向热管时，其具体的传热性能，如起动性能、等温性能、传热系数、最正确充液量和分解温度等，不进行实验是无法知道的。假设N－甲基吡咯烷酮热管研制成功，那么在中温偏高的温度范围内可代替萘热管，其优越性为：⑴批量生产时价格较萘廉价；⑵可采用先抽真空后灌工质的热管制作方法，真空度高；⑶等温性检验方便，时间大大缩短，只有萘热管的十分之一；⑷因而可减少制造本钱4本工程拟采用的技术途径及其可行性分析1.技术途径通过N－甲基吡咯烷酮热管单管实验研究，获得设计需要的各种传热性能2.技术关键a单管设计〔不同结构型式和不同充液量〕b单管实验台的建设和单管实验c实验的结果分析5本工程的成果形式、主要技术指标和技术水平1成果形式a热管元件实物〔初定轴向热管和夹套热管各3支〕b实验研究报告2主要性能

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