基于传热阻力的超临界CO_(2)-Xe混合工质对流换热特性数值分析

超临界CO_(2)-Xe混合工质在新型超临界布雷顿循环发电系统中具有潜在应用前景,然而其传热行为并未受到广泛关注。该文通过数值方法探究超临界CO_(2)-Xe混合工质在内径8 mm垂直圆管内的换热特性,并讨论氙气(Xe)质量分数、热流密度和质量流速对传热的影响规律。根据超临界流体跨越类临界温度Tpc发生类相变的观点,将圆管内流体域划分为两层结构,即近壁类气膜和核心类液区,两层结构过渡于Tpc。基于类气膜和类液区引起的传热阻力及二者对传热影响的相对重要性阐述CO_(2)-Xe混合工质传热机理。结果表明:类气膜的热阻显著高于类液相,是控制对流换热系数及传热恶化发生的决定性因素;ω(Xe)越大,相同运行参数下CO_(2)-Xe混合工质热阻越大,换热能力越差。研究结果对超临界CO_(2)-Xe混合工质换热器设计具有一定指导意义。

冷液中运动高温球传热阻力耦合特性实验研究

高温颗粒与冷液接触会引发剧烈的沸腾蒸发瞬变现象,涉及到工程安全,是一高速瞬变多相传热问题。本实验室设计建立了高温颗粒下落冷液沸腾可视化实验装置,初次实验将1个或有限几个高温球形颗粒坠入水中,利用高速摄像机记录其在冷液中的运动速度,证实了确实存在由周围冷液快速蒸发引起的作用在运动中高温颗粒上的特殊阻力,验证了高温颗粒的蒸发曳力模型。

DN板通道传热阻力特性的实验和数值研究

本文分别采用了实验和数值模拟两种方法对DN板通道的阻力特性和传热特性进行了研究。本文的实验采用了稳态实验法,数值模拟分别采用了三种典型的湍流模型(LBKE、SKE和SST)。结果显示,平均努塞尔数Nu随雷诺数Re增大而增大;表面换热因子j和阻力系数f随雷诺数Re的增大而增大。拟合得到了该型DN板的传热阻力特性关联式。同时,对数值模拟结果和实验结果进行了对比分析,对比发现,当Re<2000时,三种模型对DN板换热能力和摩擦阻力的预测值均偏高;当Re>2000时,LBKE模型和SST模型对DN板的换热预测值与实验值吻合较好,但三种模型对DN板通道摩擦阻力系数的预测值均偏低。

方形小通道内高参数下煤油传热与阻力特性

对外边长为4．6mm的方形小通道光滑管及底部带有不同强化表面的5根粗糙管试件在高热流密度、高流速、超临界压力条件下进行了煤油的传热、阻力、结焦特性的试验与分析研究，获得了煤油的传热、阻力与结焦特性及主要影响因素；分析了方形粗糙表面强化传热机理及不同粗糙度对煤油传热、阻力与结焦特性的影响，并与相同尺寸方光管的试验结果进行了比较．比较结果表明：5根粗糙管的传热系数为光管的1．4～1．9倍，阻力系数为1．3～3．8倍，2^#粗糙管的综合效果最好；在相同条件下，粗糙管的平均壁温明显低于光管；增加管壁粗糙度不仅增强了煤油的换热能力，而且可明显提高结焦发生时的壁面热负荷，使结焦现象大为改善．研究结果对火箭发动机的热防护技术具有重要意义．

环状与蜂窝蓄热体传热与阻力特性试验研究

蓄热换热器具有结构简单、造价低、效率高等优点,在余热回收方面有着广阔的应用前景。蓄热体作为蓄热换热器的关键部分,其形状、大小及材质等各项性能参数都会对蓄热系统的余热回收效果产生重要的影响。对环状和蜂窝这两种蓄热体的传热与阻力特性进行了试验研究,通过对试验结果分析,得出了热空气进口温度和速度对蓄热体冷热空气出口温度、传热速率、温度效率、热效率及阻力损失的影响规律,并从温度效率、热效率和阻力损失几方面比较了两蓄热体的传热与阻力性能,发现在低进口速度时环状蓄热体的综合性能更好。

汽轮发电机氢气冷却器传热及阻力性能试验研究

改善汽轮发电机冷却技术是提高汽轮发电机单机容量最有效、最现实途径。根据相似模化原理利用空气模拟氢气,通过循环风洞试验,研究了基管与翅片间胀紧量不同的穿片式氢气冷却器气体侧的传热与阻力特性,另外,分析了冷却水水速、风速以及胀紧量对冷却器传热及阻力性能的影响。

椭圆管散热器传热及阻力性能试验研究

对空气横掠片距不相等的叉排椭圆翅片管散热器的传热及阻力性能进行了试验研究,得到试件在一系列工况下的传热与管外流动阻力数据,并对试验数据进行分析计算,从总传热系数K中分离出管外空气侧的对流换热系数h,给出有工程应用价值的管外换热准则关系式及管外阻力准则关系式。认为椭圆管管外的平均换热效果优于圆管。在相同的流通截面积下椭圆管传热周边较长,换热面积相应增加,因此结构上允许布置得更紧凑。

CC型一次表面传热与阻力特性试验研究

介绍了一次表面的发展及目前国内外研究的状况,采用单吹瞬变法对自行设计的3种CC（Cross Corrugated）型一次表面进行传热与阻力特性的试验研究。建立了数学模型,由数值解求得流体的出口温度与时间及传热单元数NTU间的函数关系。通过配比,获得了换热表面在测定工况下的NTU值。首次获得该3种CC表面的j和f的试验关联式。j因子和f因子均随Re的增加而逐渐下降,符合紧凑表面传热性能和阻力性能的一般规律。经误差分析,所提供的试验关联式的拟合误差不大于15%,具有足够的工程精度。关联式的使用条件是Re=120~800,换热面当量直径为1.2~1.4 mm,交错角45~75°。采用综合评价因子j/f对3种表面的性能进行了分析,结果表明,宽高比较大的型面具有较佳的综合性能。所得数据还与国内外其他学者的数值模拟结果进行了比较,试验数据与数值模拟的结果基本符合。

带扰流孔波纹板的传热和阻力特性

通过数值模拟方法分析DU-1(双皱纹型)波纹板通道内不同Re数下的温度场、速度场以及压力场,提出在DU-1板上开圆形扰流孔以增强传热效果.针对波纹通道内波纹板和定位板与空气层传热接触面积的不同,拓展了单吹技术数学模型.考虑扰流孔孔径、间距、位置以及排列方式4种影响因素,利用正交实验法对开扰流孔后DU-1板的传热和阻力特性进行系统研究,分析4种因素的影响规律.利用综合平衡分析法得出提高DU-1板传热效果和降低流动阻力的最佳水平组合.通过试验验证发现,该带扰流孔DU-1波纹板相对于无扰流孔时传热特性增加19.87%,流动阻力减少24.53%.

多管排大管径翅管式换热器传热与阻力特性的试验研究

为考察不同翅片型式对宅气侧强化传热的影响,对12排分别带平直、开缝、纵向涡、开缝与纵向涡混合、圆形共5个翅片型式的翅片管换热器元件空气侧的传热及阻力性能进行了试验研究,并在相同质量流量、相同压降及相同泵功率下进行了综合性能评价。在三种比较准则下,圆形翅片的换热综合性能最差,开缝与纵向涡混合翅片的换热综合性能比纵向涡翅片的好,而当Re数较大时开缝翅片的换热综合效果最好。在试验的Re数范围内针对各个试件整理出了传热和阻力的经验关联式,为相关的理论研究和工程应用提供了参考。

三种翅管式换热器传热与阻力特性的试验研究

为考察大管径下不同翅片形式对空气侧强化传热的影响,对6排平直,开缝、纵向涡翅片管换热器空气侧的传热及阻力性能进行了试验研究,发现开缝翅片的传热性能高于纵向涡翅片和平直翅片,但相应阻力也增加,在试验的Re数范围内整理出了传热和阻力的关联式,并分别在相同质量流量、相同压降和相同泵功三种准则下对三种换热器进行了传热与阻力的综合比较,结果表明开缝翅片综合性能高于平直翅片和纵向涡翅片.

印刷电路板换热器传热与阻力特性研究

围绕印刷电路板换热器发展现状进行阐述,注重对印刷电路板换热器传热与阻力特性物理模型与边界条件进行研究,并对印刷电路板换热器传热与阻力特性的网络无关性与方法有效性进行科学的验证,加强对印刷电路板换热器传热与阻力特性研究结果与讨论工作,将理论知识与实践经验有效结合,旨在提升印刷电路板换热器传热与阻力特性研究结果的准确性。

翅片间距对平直翅片管换热器传热与阻力特性影响试验研究

为了获得翅片间距Pf对平直翅片管换热器的传热与阻力特性的影响规律,根据相似模化原理对3种不同Pf的平直翅片管换热器进行了试验研究。结果表明:雷诺数Rea在4 000~8 000范围内,努赛尔数Nua数随Rea的增大而增加,欧拉数Eua随Rea的增大而降低;同一Rea下,Nua随Pf减小而增加,但增加不明显,Eua随Pf增大而降低;同一Rea下,Pf越大,综合流动传热性能越好,但实际换热面积会减小,需综合考虑。研究成果可为汽轮发电机平直翅片管换热器的结构和性能优化提供依据。

换热器翅片传热及阻力特性的数值分析

本文对空调器中常用的百叶窗翅片的阻力和换热特性进行了三维数值模拟,仿真结果与实验测试的数据基本吻合。同时对另一种桥片翅片的性能进行了仿真预测,与窗片对比,桥片的阻力更小但是其换热性能不如窗片。

扭曲管强化传热性能实验研究

在设计的蒸汽-水换热实验台上测试了5种不同导程的椭圆扭曲管和圆管的传热和流动阻力性能。分别对5种不同导程的扭曲管和圆管管内流体努赛尔数,摩擦系数和管内综合评价因子随雷诺数变化情况进行了对比。实验结果表明:扭曲管的强化传热性能明显,且导程越小,强化传热效果越好。在实验测试的雷诺数范围内,扭曲管的努塞尔数为光滑圆管的1.05—1.4倍,摩擦系数为光滑圆管的1.1—1.4倍。文中对实验数据进行分析并归纳出了管内传热与阻力关联式,为工程设计提供参考。

膜片管束传热特性的研究

根据电厂对省煤器改造的实际需要，通过热风洞实验台，对国产膜片管束的传热与阻力特性进行实验研究，并回归出有实用价值的关系式。

蓄热式废气氧化炉的焚烧方案和关键设备研究

详细介绍了蓄热式废气氧化炉的焚烧方案,主要包括蓄热式废气氧化炉的工艺流程、设备组成和蓄热体的工作模式。并采用CFD计算方法,对富氢燃料燃烧器的设计和蓄热体的传热阻力计算进行了深入研究,优选出燃烧器合适的配风结构和蓄热式废气氧化炉的最佳换向时间,并制定该蓄热式废气氧化炉装置的自控时序表,为工程设计提供指导。

扁管通道的轿车暖风器传热性能研究

对轿车暖风器的传热性能进行了数值模拟和实验研究,将数值模拟与试验结果相对比,验证了壁面温度选取的正确,为进一步的数值模拟研究打下了基础。依据实测数据,将管内外侧的对流换热系数从传热系数中分离出来,得到了管外换热关系无量纲准则式;对管内外的换热特性、阻力特性进行分析,指出了改善暖风器传热性能的方法,同时验证额定工况性能指标的合理性。

缠绕管式换热器壳程强化传热性能影响因素分析

由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理。结果表明:Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热。

异型螺旋槽管的优化设计

通过对异型螺旋槽管的优化设计 ,使异型螺旋槽管的结构参数得到合理匹配 ,从能量综合利用的角度出发 ,用多目标数学规划的方法研究了异型螺旋槽管的优化设计问题 ,用复合形法结合每一步对满足约束条件进行寻优 ,从而可求出其最佳结构参数。优化设计表明 :异型螺旋槽管换热系统的传热 -阻力综合性能指标优于光滑管换热系统 。