冷凝曲線

冷凝曲線定義

微分幾何學研究的主要對象之一。直觀上，曲線可看成空間質點運動的軌跡。曲線的更嚴格的定義是區間【α，b)】到E3中的映射r:【α,b)】→E3。有時也把這映射的像稱為曲線。具體地說,設Oxyz是歐氏空間E3中的笛卡兒直角坐標系，r為曲線C上點的向徑。

上式稱為曲線C的參數方程,t稱為曲線C的參數,並且按照參數增加的方向自然地確定了曲線C的正向。曲線論中常討論正則曲線,即其三個坐標函式x(t)，y(t)，z(t)的導數均連續且對任意t不同時為零的曲線。對於正則曲線,總可取其弧長s作為參數，它稱為自然參數或弧長參數。弧長參數s用來定義，它表示曲線C從r(α)到r(t)之間的長度,以下還假定曲線C的坐標函式都具有三階連續導數,即曲線是C3階的。

冷凝曲線性質

設正則曲線C的參數方程為r=r(s)，s是弧長參數，p(s)是曲線C上參數為s即向徑為r(s)的一個定點。Q(s+Δs)為C上鄰近p的點，Q沿曲線C趨近於p時，割線pQ的極限位置稱為曲線C在p點的切線。過p點與切線垂直的平面稱為曲線C在p點的法平面。曲線C在p點的切線及C上鄰近點R確定一個平面σ,σ的極限位置稱為曲線C在p點的密切平面,它在p點的法線稱為曲線C在p點的次法線，曲線C在p點的切線和次法線決定的平面稱為曲線C在p點的從切平面。p點的法線稱為曲線C在p點的主法線。

冷凝曲線套用

冷卻系統

冷凝器作為冷卻系統的主要設備，能夠以較低的溫差獲得較高的傳熱係數，在石油、化工、製冷、發電、動力、航空航天和微電子等領域中被廣泛套用，而管殼式冷凝器是套用最廣泛的一種冷凝設備。為了實現管殼式冷凝器的精確設計，通常採用分段設計方法，根據折流板數Nb和管程數n，將冷凝器劃分成（Nb+1）n個子單元，計算每個子單元的平均溫度，取該溫度下的流體物性參數，依次完成各單元的熱力計算，進而完成整台冷凝器的設計，因此冷凝器設計的關鍵是得到溫度分布。

管程冷凝

溫度分布計算包括管程冷凝和殼程冷凝，對於無相變設計，當折流板數目足夠多時，子單元內的平均溫差可近似為二流體靠近前端管箱一側的溫度差。在無相變溫度分布計算基礎上，引入溫差修正係數Ft，根據流體溫度分布的連續性，利用程式疊代計算得到合理的Ft，進而得出冷凝溫度分布。

無相變溫度

基於無相變溫度分布計算方法，根據專業物性軟體或物性資料庫得到冷凝曲線，分別擬合得到焓值－溫度及氣相分率－溫度關聯式，提出了一種改進的冷凝器溫度分布計算模型。將該模型套用於程冷凝和殼程冷凝的冷凝器溫度分布計算，其結果與HTRI計算的冷凝溫度分布誤差均在6%以內，驗證了該計算模型的可行性和準確性。計算模型在套用時，對於多管程冷凝，需校核管程連線處溫度是否有交叉，冷凝曲線是否有斷點，需不斷調整初選換熱係數及溫差校正係數，反覆疊代計算。