水平内螺纹管中超临界RP-3航空煤油换热数值研究

针对航空换热器的应用,对水平内螺纹管中RP-3航空煤油的超临界换热进行了数值研究,着重考察煤油压力和螺纹升角对换热的影响。基于管截面温度、密度、局部质量流速、流线分布状况,揭示周向非均匀传热恶化的机理。通过类气膜温度梯度和旋流动能的演变以定量表征类气膜程度和旋流强度。提出了适用于周向四个位置努塞尔数预测的换热关联式。结果表明:流动性差的类气膜在冷流体和热壁面之间形成阻隔,导致传热恶化问题。浮升力作用致使流场和温度场出现畸变,类气膜厚度周向不均,产生局部超厚类气膜,对应的传热恶化加剧。厚类气膜区和二次流涡在浮升力和螺纹旋流耦合机制下沿流动方向不断逆时针改变位置。提高煤油压力有利于削弱和延后类气膜效应,且使旋流强度下降。随着螺纹升角增大,类气膜效应略有削弱和后延,旋流强度显著提高。换热关联式预测偏差普遍位于±10%的误差范围。

低质量流速垂直和倾斜并联内螺纹管两相流不稳定性研究

在200450 kg/（m^2·s）的低质量流速下,采用31.8 mm×6 mm的6头内螺纹管,在高压试验台上进行了垂直和倾斜并联内螺纹管两相流不稳定性对比试验研究.研究表明：对压力降脉动和密度波脉动,随着进口压力和质量流速的增加,发生脉动的界限热负荷增加,垂直并联管的界限热负荷总是大于倾斜并联管,说明垂直并联内螺纹管的稳定性更好;过冷度对脉动发生的界限热负荷和脉动周期的影响出现不同的趋势.通过对试验数据进行回归处理,给出了两种条件下发生不稳定性脉动的起始点无因次准则方程.

浅析优化硬态TP2内螺纹管米克重检测方法

本文针对TP2内螺纹管米克重的检测方法进行了深入分析与优化.在成型工序生产过程中,TP2内螺纹管因加工硬化导致强度增加,且因TP2内螺纹管出成型机大盘时,会发生弯曲变形,对TP2内螺纹管米克重检测的准确性产生了显著影响.通过实验对比,本文提出了一种新的测量方法—导槽限位法,该方法通过优化测量设置和手工矫直技术,显著提高了测量的准确性和效率.

内螺纹管临界压力区内水的传热特性研究

对垂直上升的内螺纹管临界压力区内水的传热特性进行了试验研究 .根据试验结果 ,分别在亚临界部分和超临界部分进行了传热机理分析 ,得到了垂直上升内螺纹管对流沸腾传热随压力、质量流速及热负荷变化的复杂关系 ,总结了发生传热恶化时的条件 ,给出了恶化趋势预报 ,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式 .结果表明 :虽然在临界压力区内内螺纹管改善传热的特性有所减弱 ,CHF情况有时在过冷区就发生 ,但是与光管相比 ,内螺纹管在临界压力区内仍然能够很好地改善传热 ,降低壁温 .

超临界压力水在垂直上升内螺纹管中的传热特性

在压力22.5～30MPa,质量流速430～1200 kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kW·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明:垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。

亚临界及近临界压力区低质量流速垂直内螺纹管传热特性试验研究

在低质量流速条件下,对垂直上升内螺纹管内汽水两相流动沸腾传热特性进行了系统的试验研究。试验段采用了材料为SA-213T12的φ32mm×6.3mm四头内螺纹管。试验参数范围为压力p=12～21MPa,质量流速G=232～773kg/(m2·s),内壁热流密度q=132～663kW/m2。试验得到了不同工况下垂直上升内螺纹管的壁温分布特性,分析了压力、内壁热负荷和质量流速变化对内螺纹管传热特性的影响,探讨了传热恶化的发生机制,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式。试验结果表明:在亚临界及近临界压力区,垂直上升内螺纹管会发生第2类传热恶化——干涸(dryout),而在试验中未观测到第1类传热恶化——膜态沸腾(departure from nucleate boiling,DNB)。压力与内壁热负荷的增大,以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界焓值减小。

垂直上升内螺纹管内流动沸腾传热特性

在压力9～22 MPa,质量流速450～2000 kg·m?2·s?1,内壁热负荷200～700 kW·m?2的参数范围内,试验研究了用于1000 MW超超临界锅炉??28.6 mm×5.8 mm垂直上升内螺纹水冷壁管内汽水流动沸腾传热。研究表明:内螺纹管内壁螺纹的漩流作用可抑制偏离核态沸腾(DNB)传热恶化,内螺纹管在高干度区发生蒸干型(DO)传热恶化。增大质量流速可推迟壁温飞升,壁温飞升幅度随质量流速增大而降低。热负荷越大管壁温越高,随热负荷增大管壁壁温飞升提前,且传热恶化后壁温飞升值增大。随着压力增加,壁温飞升发生干度值减小。内螺纹管汽水流动沸腾传热系数呈?形分布,传热系数峰值出现在汽水沸腾区。文中还给出了亚临界压力区内螺纹管单相区和汽水沸腾区的传热系数试验关联式。

高压汽水两相流内螺纹管壁温与临界热负荷特性的研究

阐述了在西安交通大学高压汽水两相流试验回路上进行的垂直上升内螺纹管内汽水两相流传热特性的试验研究，试验管采用２８ｍｍ×６ｍｍ的内螺纹管，试验管材料为：１２Ｃｒ１ＭｏＶ，试验参数为压力ｐ＝１３．０～２２．０ＭＰａ，内壁热负荷ｑ＝２００～８００ｋＷ／ｍ２，质量流速Ｇ＝２４００～１８００ｋｇ／（ｍ２·ｓ）．试验确定了在上述参数范围内的壁温变化特性，得出了发生传热恶化的临界热负荷和界限质量流速。文中结论对采用内螺纹管的电站锅炉水冷壁的设计具有重要的实用价值。

超临界锅炉内螺纹管传热特性的研究

本文在全周加热和单侧加热的条件下,对600 MW超临界变压运行直流锅炉水冷壁φ28×6 mm内螺纹管进行了传热与阻力特性的试验研究。试验参数为压力13-27 MPa,质量流速400-1800 kg/m2·s,内壁热负荷200-800kW/m2。试验得出了在不同参数条件下的壁温分布、发生传热恶化的临界条件、单相及两相对流放热系数、干涸后放热系数及内螺纹管的摩擦压降,提出了计算关联式,比较了单侧加热与全周加热的区别,为超临界锅炉设计提供了重要依据。

超临界变压运行直流锅炉内螺纹管螺旋管圈水冷壁的传热特性研究

在压力9～28MPa,质量流速600～1200kg/(m2s),内壁热负荷200～500kW/m2的工况范围内,研究了φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(倾角α=19.5°)中水的传热特性.试验结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管传热强化作用明显,有效地抑制了膜态沸腾的发生,但在近临界压力区此传热强化作用有所减弱.超临界压力区拟临界温度附近,内螺纹管内壁面与流体之间的温差较之前有所增加,但是此增幅远没有亚临界压力区发生传热后的壁温飞升幅度大.随着系统压力接近临界压力,拟临界点附近管壁与工质的温差显著增加.在超临界压力区,不同的质量流速与热负荷比例下,在大比热区内螺纹管内流体传热可能被强化也可能被恶化.在超临界压力下,由于螺旋内槽的旋流作用减弱了自然对流的影响,倾斜上升内螺纹管内壁温度的周向分布比较均匀.在高焓值区内螺纹管的周向最大温差只有10℃左右.文中提出了在考虑大比热区工质物性剧烈变化对传热影响的情况下,倾斜上升内螺纹管项部内壁传热系数的试验关联式.

垂直上升内螺纹管中超超临界压力水的传热特性研究

在P=25～35MPa、G=450～1800kg/(m2.s)、q=200～600kW/m2的试验参数范围内,研究了φ28.6×5.8mm垂直上升内螺纹管内水的传热特性及管壁温分布。试验结果表明:在超临界及超超临界压力区,垂直上升内螺纹管对水的传热在拟临界点前后不同,在低焓区管壁温度随焓增平缓增加,管壁温度在临界焓值区存在跃升;质量流速的提高可强化传热、推迟壁温跃升,但热负荷的增加有相反的作用。文中还给出了超超临界压力区适用于不同焓值范围的换热系数试验关联式。

内螺纹管内超临界水的流动阻力特性试验研究

在压力22.5~28MPa,质量流速600~1000kg·m-2·s-1,工质比焓800~3100 kJ·kg-1范围内,对超临界水在四头内螺纹管内的流动阻力特性进行了试验研究,得到了不同工况下内螺纹管流动阻力的变化规律,分析了压力、质量流速和工质比焓变化对内螺纹管摩擦阻力系数的影响。试验结果表明：超临界压力下质量流速对摩擦阻力压降有很大影响,但对摩擦阻力系数的影响很小;在拟临界区域摩擦阻力系数有阶跃式增长现象,且这种阶跃增长现象随着压力的增加而减弱。整理试验数据得到超临界水的内螺纹管摩擦阻力系数经验关联式,与试验值相比误差小于15%,为设计具有良好水动力特性的超临界锅炉提供可靠依据。

超临界压力下倾斜上升内螺纹管传热特性的试验研究

在超临界压力下,对倾角α=19.5°的φ28.6×5.8(mm)倾斜上升内螺纹管内水的传热特性及管壁温度分布进行了试验研究.试验参数范围:p=23～28 MPa,质量流速G=600～1200kg/(m2s),平均内壁热流密度q=300～600kW/m2.试验结果表明:管内螺纹造成的漩流作用可减弱内螺纹管截面上自然对流的影响.倾斜内螺纹管壁温及传热系数沿周向分布不均匀性很小.壁面热负荷越大,壁温越高;提高质量流速可降低壁温.在高焓值区,压力越高,传热越强.此外,还提出了传热系数的计算公式以供工程设计参考.

内螺纹管高压汽水两相流摩擦阻力特性的研究

对内螺纹管两相流摩擦阻力在高压汽水试验台上进行了试验研究，试验用管为我国６００ＭＷ超临界变压运行直流锅炉所采用的Φ２８ｍｍ×５．４１ｍｍ的１２ＣｒＩＭｏＶ四头内螺纹管，试验压力为：１３～２２ＭＰａ，质量流达为：４００～１８００ｋｓ／ｍ２ｓ，蒸汽干度为：０～１．０．对试验结果进行了分析，给出了计算内螺纹管摩擦压降的关联式。

垂直上升内螺纹管内超临界压力水的传热特性研究

对垂直上升φ31.8×6mm六头内螺纹管内超临界压力水的传热特性进行了比较系统的实验研究。试验参数范围:压力p=22.5～29.0 MPa,管内质量流速G=650～1200 kg/(m^2·s),内壁热流密度q=200～660 kW/m^2.根据试验结果,细致地分析了质量流速和压力对超临界水传热特性的影响,并探讨了大比热容区传热强化和传热恶化的发生机理。通过与亚临界压力下传热特性的比较,表明超临界压力下的对流换热不同于亚临界压力下的单相对流换热;超临界压力下的传热存在三种模式:(1)正常传热;(2)传热恶化;(3)强化传热。同时发现,超临界压力下的传热恶化类似于亚临界压力下的膜态沸腾。

近临界及超临界压力区垂直光管和内螺纹管传热特性的试验研究

阐述了垂直上升布置的内螺纹管和光管在近临界及超临界压力区的传热特性的试验结果。在近临界压力区 ,随着压力向临界压力靠近 ,光管的传热特性变差 ,传热恶化的临界干度下降得很厉害 ,甚至在过冷区就会发生壁温飞升 ;内螺纹管在近临界压力区可以消除传热恶化 ,但是随着靠近临界压力其抑制传热恶化的能力下降。传热恶化后的光管和内螺纹管的最小传热系数分别在压力为 2 1 0MPa和 2 2 0MPa。超过临界压力后 ,光管和内螺纹管的传热特性得到改善 。

倾斜内螺纹管中亚临界及超临界压力汽-液传热特性研究

在p=9～28MPa,G=600～1200kg/(m2ˇs),q=200～600kW/m2的工况范围内,研究了φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(水平倾角α=19.5°)中亚临界以及超临界汽-液的传热特性。试验结果表明在亚临界压力区,内螺纹管有效地抑制了膜态沸腾的发生,但近临界压力区内螺纹管传热强化作用减弱;超临界压力区内螺纹管的传热良好;工程设计时要保证足够的管内最小质量流速;文中还给出了临界质量流速的试验关联式。

低质量流速优化内螺纹管的传热特性试验研究

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600MW超临界W火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明:低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。

R417A在水平光滑管和内螺纹管中的流动沸腾换热

对非共沸混合制冷剂R417A在外径为9．52mm的水平光滑管和2种不同几何参数的内螺纹管中的流动沸腾换热进行实验研究，分析讨论了制冷剂质量流速、热流密度、干度、强化管参数对换热系数的影响规律和影响机理．实验结果表明：换热系数随着质量流速的增大而增大．在以对流蒸发占优势的换热区，热流密度对换热系数的影响较小；换热系数随着干度的增大先呈现出增大趋势，增至高峰值后又迅速下降，高峰值随热流密度的增大和质量流速的减小向干度较大的方向移动；内螺纹管能有效强化制冷剂的流动沸腾换热，R417A在2种内螺纹管中的换热系数分别比在光滑管中高出130％～210％和150％～270％．

内螺纹管中汽-液两相流体摩擦压降特性研究

在压力为9～22MPa,质量流速为600～1200kg/(m2·s),含汽率为0～1的工况范围内,对Φ38.1mm×7.5mm的6头内螺纹管中汽-液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究。试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,随压力增加,两相流摩擦压降倍率减小,在临界压力附近,两相流摩擦压降倍率趋近于1;随含汽率增加,两相流摩擦压降倍率先增加,然后有减小的趋势;随质量流速增加,两相流摩擦压降倍率减小。用于计算单相水摩擦压降系数以及用于计算汽-液两相流体摩擦压降的试验关联式被提供。