U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行冬季启动特性实验研究

对U型竖埋管地源热泵-辐射地板联合运行实验冬季运行启动特性进行分析,研究启动阶段U型竖埋管进出水温的变化规律,得出平均每米井深的换热量。研究启动阶段辐射地板供暖的进出水温的变化规律,为地源热泵及辐射地板在长江中下游地区的工程设计与应用推广提供参考。

基于流热固耦合的U型管式熔盐换热器温度场与应力场分析

熔盐换热器因其系统压力低、运行稳定以及经济性能好等特点在太阳能、核能和高温制氢等领域得到广泛应用。由于熔盐运行温度高,冷热流体温差大,导致熔盐换热器主要部件中产生的热应力不可忽略。本文采用流热固耦合方法分析U型管式换热器的温度场与应力场,首先运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析获取了换热器主要热性能参数,并与实验结果进行对比,最大偏差约3.07%,验证了CFD流体仿真结果的准确性。在此基础上,对熔盐管壳式换热器运行工况下的传热过程进行了详细分析,获得换热器流场和温度场。最后,通过Ansys workbench有限元软件计算得到由流场、压力场和温度场耦合产生的应力场,并着重分析了与换热管及壳体相连接的管板的应力分布,给出了管板最高应力值及某些路径的应力变化规律。结果表明:应力较大的部位发生在管板的布管区与非布管的连接区域,位于近壳侧的换热管内壁处,距离管板下端面约2 mm的位置。可为熔盐换热器实际运行和结构设计提供重要参考。

余热-地热源吸收式热泵U形地埋管数值模拟

将烧结余热系统、吸收式热泵机组和地埋管换热器系统相结合,搭建了余热-地热源溴化锂吸收式热泵实验台。利用Fluent软件对地埋管换热系统的换热特性进行了数值模拟,并通过实验进行了验证。结果表明,U形地埋管换热器进出口温度的模拟值与实验值吻合得较好;无论是单U管还是双U管,其周围土壤温度沿深度方向变化不明显,而不同深度水平方向上温度变化范围较大。

U形污水换热管中颗粒污垢沉积特性研究

分析了不同污水流速、污水黏度、颗粒浓度及颗粒粒径下颗粒污垢在换热壁面上的沉积、剥蚀及热阻的变化情况。结果表明:污水的流速、黏度及颗粒的浓度对颗粒污垢的沉积情况影响较大,在其他参数不变的情况下,当流速由0.5 m/s增大到1.5 m/s时,沉积速率增大了2.3倍,剥蚀达到稳定的时间缩短为原来的1/6,污垢热阻减小56%;当污水的黏度由0.0010 Pa·s增大到0.0030 Pa·s时,剥蚀达到稳定的时间延长1.27倍,污垢热阻增大1.25倍;当颗粒浓度由400 mg/L增大到800 mg/L时,剥蚀达到稳定的时间增加约1倍,污垢热阻增大约1倍;颗粒粒径对污垢沉积特性的影响较小,当颗粒粒径由1μm增大到40μm时,沉积速率仅增大14%,污垢热阻仅增加12.8%。研究结果可供污水换热器设计、运行及除垢参考。

镓铟锡合金—航空煤油U型套管换热器的传热特性研究

以液态镓铟锡合金作为冷却剂的换热方案有可能成为解决发动机燃烧室壁面温度过高的优良方案。液态镓铟锡合金在吸收燃烧室壁面的热量后需通过换热器将热量传递给飞机上的燃油,燃油在换热过程中伴随着裂解反应。对镓铟锡合金-航空煤油U型套管换热器内航空煤油的裂解与换热特性过程进行研究。研究结果表明:与不考虑裂解反应相比,考虑裂解反应的换热过程的热侧流体出口温度降低了14.39K,冷侧流体出口温度降低了5.85K,传热量增加了28.9W。其出口温度降低,同时传热量增加是由于裂解反应提供的额外的化学热沉。RP-3入口温度、RP-3入口流量、镓铟锡合金入口温度、镓铟锡合金入口流量对两侧流体的出口温度和传热量均有显著的影响。RP-3流量增加的情况下裂解反应对传热起增强作用;镓铟锡合金流量增加时,裂解反应对传热起恶化作用。裂解反应引起的传热强化与恶化相伴相随。与此同时发现换热器内高流速流体区域沿着流动方向逐渐向管外侧偏移,管内温度分层现象显著,流场分布的不均性明显。

浅谈钛制U形管换热器设计注意事项

以钛-钢复合板作为U形管换热器壳程和管箱筒体材料,壳体纵、环焊缝内部钛贴条和盖板处凸起,导致分程隔板和U形管束在装配过程中与钛贴条或盖板干涉无法安装。以实际U形管换热器为例,提出在分程隔板上开槽,减小折流板直径并在壳程筒体增设垫环的设计方案,且经实践证明该方案安全可靠。

按ASME Ⅷ-1规范设计高压U形管换热器

主要介绍按ASMEⅧ-1规范设计高温、高压、临氢的U形管式换热器管束的过程,指出按ASMEⅧ-1设计U形管式换热器管束时需要注意的几个问题。

微量润滑技术在换热器U管成型中的应用

文章主要从微量润滑供油装置的工作原理、结构设计、方案验证等方面,对微量润滑技术在空调换热器U管成型中的应用进行研究,以解决现有技术中存在的敞口式气动供油不均匀、分散、环境污染等问题。

高压换热器U形换热管泄漏失效机理分析与预防

某化工厂高压换热器E1103A/B更换管束运行18天后出现管束泄漏现象,采用化学成分分析、金相、硬度测定、微观形貌观察及能谱等分析手段,结合工艺过程对换热管失效原因进行了全面研究。结果表明:该换热器工作温度处于NH4Cl结晶温度区间,注水冲洗铵盐时会形成氯离子介质环境,换热管U形弯处存在内应力,换热管内表面有一层厚度为0.1~0.25mm的低铬高硬度(HB200)金相异常层,该异常层诱发了氯离子应力腐蚀开裂。

基于圆柱源理论模型的U型埋管换热器的模拟研究

分析了圆柱热源（热汇）理论模型，运用圆柱源理论对太阳能．土壤源联合运行热泵系统进行连续20d运行的状况进行模拟，得出联合运行模式较单独土壤源运行模式节能8％～10％，可为圆柱源理论模型应用和太阳能-土壤源热泵运行模式的选择提供参考。引入“负荷集合”思想对圆柱热源（热汇）理论模型进行改进，使其适合于对土壤源热泵的全年运行进行模拟，模拟过程更为快捷。

竖直双U型埋管地热换热器支管间热短路分析

采用地热换热器准三维传热模型和数值计算的方法,对竖直双U型埋管地热换热器支管间的热短路进行了分析,讨论了管间距和回灌材料的导热系数对热短路的影响,并提出了减少热短路的措施。

地源热泵系统双U型埋管换热器的测试实验

建立双U型垂直埋管试验井测试实验装置,通过现场测试采集当地的岩土热物性参数,从而确定土壤的原始地温、单位井深的散热量等参数,对地源热泵设计有一定的参考价值。结果表明,土壤的原始地温为19.2℃;夏季工况下,地下换热器的进、出口水温度分别为35℃和31℃时,单位井深的散热量为62.55W/m。

U型管式换热器管板的动力响应分析

以U型管式换热器管板为例,利用Ansys有限元软件的瞬态分析模块对其动应力进行了有限元计算,通过有限元分析对模型进行了简化和当量处理,并对换热器管板进行了强度和疲劳评定.结果表明:计算和分析结果更符合U型管式换热器管板真实的动应力分布,其最大动应力在管板与壳程筒体连接应力槽处,适当增大过渡圆角半径可使管板两侧应力趋于相等;由温度产生的热应力对管板总应力影响很大,在计算中不能忽略温度载荷的影响;评定结果表明,该换热器符合强度和疲劳要求.

U型埋管系统地下传热数值模拟

采用柱热源模型,建立了无限大区域内U型换热器与土壤间非稳态传热的二维数学模型.以天津地区的U型垂直埋管实验得到的数据作为参数,利用FLUENT软件进行模拟,得出该地区土壤源热泵间歇运行6年的土壤温度分布规律:距离地埋管最近的1,m点其变化速度最快、幅度最大;随着典型点与U管的距离增加,其变化速度及幅度都将减小;距离地埋管最远的7 m点其温度几乎不受热泵系统运行的影响,始终维持在初始温度14.5,℃左右.

土壤热源热泵系统垂直U形埋地换热器传热过程及合理间距的分析

利用传热理论 ,提出了土壤热源热泵垂直U形埋地换热器的等效换热器 ,并通过传热热阻分析 ,得到 :埋地换热器在土壤中的取热过程 ,热阻的主要成分是土壤和塑料管壁。在换热强度为单位管长 40W /m(单位埋孔长度 80W/m) ,类似上海地区的气象与地质条件下 ,对 5 0m深的埋地换热器孔中心间距至少为 5～ 6m ,才能保证换热器之间相互不受干扰。

基于线热源模型的垂直U型埋管换热器的换热分析

为了研究U型地埋管换热,以线热源模型作为基础,以夏季制冷工况为例,运用C语言编程软件对其进行了分析求解。研究了运行时间、换热介质的流量、土壤物性、埋管深度对U型埋管传热的影响以及周围土壤温度分布变化规律。模拟结果表明:当换热介质流量和埋管深度均增大3倍,土壤导热系数增大1.6倍时,单位管长换热量变化幅度分别为9.9%、-10.7%、23.3%。研究结果可为U型垂直埋管换热器的优化设计提供参考。

垂直U型地埋管换热器的数值模拟分析

采用Fluent软件对垂直U型地埋管三维非稳态热渗耦合换热进行研究。分析了土壤热物性、管内流速、渗流速度以及回填材料的导热系数对地埋管的换热影响。结果表明:地埋管的换热量分别与管内流速、渗流速度、土壤的导热系数以及回填材料的导热系数成正比,通过拟合分别获得平均每天换热量与管内流速、渗流速度和回填材料导热系数的关系式;土壤的热扩散系数对地埋管的热作用半径影响显著;同时渗流速度越大,换热稳定时间越短,土壤圆周方向上各点温度相差越大,且土壤温度场恢复能力越好。

热渗耦合作用下U型埋管换热器的数值模拟

针对土壤耦合热泵地下U型换热埋管,建立了管内流体以及换热器周围土壤热渗耦合物理数学模型。所建模型考虑了U型管的实际形状,土壤考虑为饱和多孔介质,管内湍流流动采用R ea lizab le k-ε模型。采用F luen t软件对模型进行模拟计算,得到了管内流体以及周围土壤温度分布。分析了土壤中水的渗流对传热过程的影响,并对考虑渗流作用时不同土壤物性对单根U型垂直埋管换热器周围土壤温度场进行了模拟计算与分析。

U型埋管换热器三维数值模拟和供热实验研究

系统地介绍了以有限控制容积的瞬态热平衡原理为基础,采用有限差分法建立的单根垂直U型埋管换热器三维瞬态传热模型,并且与整个冬季供热实验测试结果进行了对比。此外,根据原始地温的测试数据,结合相关文献,总结出重庆地区湿重型土壤的原始地温计算式,为求解传热模型,提供了必要的定解条件。

基于CFD技术的双U型地埋管换热器传热热阻

以地热埋管换热器为研究对象,对换热器各环节热阻进行了数值模拟.模拟利用Fluent软件,建立双U型埋管换热器二维模型,并对钻孔内外各传热过程进行数值模拟.将模拟结果与理论计算结果进行了比较,并讨论管间距半宽、PE管外径以及钻孔半径的变化对PE管内热阻、钻孔内热阻和钻孔外热阻的理论公式计算精度的影响.结果表明:对于PE管内热阻和钻孔外热阻而言,其模拟值和理论公式计算值非常相近,而钻孔内热阻的理论计算公式精度较差,其计算值和模拟值之间存在较大偏差;且管间距半宽和钻孔半径对理论值与模拟值的相对误差几乎无影响,而钻孔内热阻的理论值与模拟值之间的相对误差会随着PE管外径的增大而变大.