[发明专利]一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法

权利要求书

1.一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，该方法将凝汽器换热管束预设倾角，凝结水膜增大到设定厚度时沿管壁下滑，下滑过程中水膜厚度不断增加，最终会下滴，下滑的过程减薄一部分水膜厚度，并有利于管内杂质在重力作用下流出，提高换热管束传热效率。

2.根据权利要求1所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，该方法具体包括：

步骤一：根据水力学原理，对于倾斜管束上的小水滴做受力分析，小水滴受垂直向下的重力mg，沿管壁向上的摩擦力μF_σ，垂直于管道壁面向上的表面张力F_σ；

其中：

μ：液滴与管壁的摩擦系数，直接测量；

m：为附着在凝汽器管束上液滴的质量；

g：为重力加速度；

α：为凝汽器管束相对于水平面倾斜的角度，取值范围为0°～90°；

F_σ：为液滴所受管道壁面的表面张力；

步骤二：假定随着凝汽器管束倾角α的变化，液滴所受表面张力F_σ不变；

步骤三：液滴开始沿管束匀速下滑的瞬间，则液滴在沿管束壁面方向满足式(1)、(2)；

mgsinα＝μF_σ (1)

F_σ＝mgcosα (2)

联立式(1)(2)，求得当管束倾角α＝arctanμ时，液滴开始沿管束外壁匀速下滑；

步骤四：对于倾斜管束上液滴开始坠落的瞬间做受力分析，液滴开始坠落的瞬间，则满足式表面张力F_σ和摩擦力μF_σ在垂直方向的分力之和等于重力mg，如式(3)所示；

求得滴落瞬间液滴的质量

其中，k：质量系数，

式中，为常数，则滴落瞬间液滴的质量m与质量系数k成正比例关系。

3.根据权利要求2所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，步骤三中，不同摩擦系数μ下，液滴开始下滑时管束的倾角α如表1所示：

表1：不同摩擦系数μ下，液滴开始下滑时管束的倾角α

4.根据权利要求3所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，步骤三中，不同摩擦系数μ、不同管束倾角α下，质量系数k的取值如表2所示：

表2：不同摩擦系数μ、不同管束倾角α下，质量系数k的取值

5.根据权利要求4所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，从表2可知，同一倾角下，随着摩擦系数的增大，质量系数逐渐增大；同一摩擦系数下，随着管束倾角的增大，质量系数k先减小后增大，存在最小值，即当管道材质选定，摩擦系数μ为定值，则存在一个最佳倾角α使得质量系数k最小，从而使滴落时液滴的质量m最小，则在该倾角下，液膜的最大厚度是最薄的，水膜的热阻最小。

6.根据权利要求5所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，当摩擦系数μ＝0时，液滴所受摩擦力为0，管束的倾角α为0°时，质量系数k的值最小为1，此时管束水平布置，滴落时液滴的质量

7.根据权利要求5所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，当摩擦系数μ＝0.001时，管束的倾角α为6°时，质量系数k的值最小为1.0151。

8.根据权利要求7所述的一种微倾的可减少热阻的凝汽器管束布置方法，其特征在于，滴落时液滴的质量