换热器内置弹簧脉冲流动防垢除垢实验研究

以二甲基甲酰胺生产中易于结垢的换热器冷却过程为研究对象,采用换热管内置弹簧并利用泵的开、停措施使流体产生脉冲流动的方法对换热器在线防垢除垢进行研究。采用测定换热管外冷却水的吸热量随时间的变化关系以及试验结束后管内污垢称重法研究内置弹簧脉冲流动法对换热器在线防垢除垢效果。研究了泵的开、停时间,内置弹簧长度等因素对防垢除垢的影响。结果表明:在试验装置上,内置弹簧长度175～198cm、泵运行时间5～10s、泵停止时间5s时,具有显著的防垢除垢效果,在试验装置运行4h除垢率高达92.9%。同时在此条件下装置运行4～12h内,污垢增长量较少,说明此法除垢效果稳定。实验研究结果对实际工业换热器的改造具有一定的参考意义和指导价值。

换热管内置螺旋弹簧对传热性能影响的研究

通过粒子成像测速(PIV)技术,研究了内置螺旋弹簧对换热管传热性能的影响,并分析了螺旋弹簧节距、丝径以及中径对管内流场的影响。结果表明,内置弹簧管的强化传热系数明显高于光管,传热效果随弹簧节距、丝径的增大而增大,随中径的减小而增大。通过实验,确定了增强湍流程度的最佳方式。

内置螺旋弹簧换热管的换热研究

采用自行设计的套管传热实验装置及流程 ,进行了内置螺旋弹簧换热管的换热性能实验研究。实验研究结果表明 ,换热管内置螺旋弹簧时总的传热系数K值比无弹簧时要大 ,说明内置弹簧可提高换热效果 ,且弹簧振动时 ,传热系数达到最大 ;在相同当量流量情况下 ,换热管内置弹簧可明显增加管内阻力降 ,且阻力降受弹簧刚度和长度影响 ,但弹簧振动时阻力降趋于一致 ;弹簧与换热管内壁的摩擦可缓解管内壁结垢 。

基于粒子成像测速技术的内置螺旋弹簧换热管内流场研究

采用粒子成像测速技术研究了换热管内置螺旋弹簧时的流场特性以及螺旋弹簧的参数对管内流场的影响。结果表明,在管内设置螺旋弹簧有十分明显的扰流效果,不仅增加了管内流体的漩涡强度,而且加快了管内流体的流动速度;内置螺旋弹簧管内流体的径向速度呈M型波动;内置螺旋弹簧的中径、节距以及簧丝直径是影响流场变化的主要因素。

高度阀内置空气弹簧性能测试方法与分析

与普通空气弹簧不同,高度阀内置空气弹簧是将高度阀设置在空气弹簧气囊内部形成的一体式结构。由于其结构较特殊,目前还没有专门针对这种结构空气弹簧的性能测试方法。为了得到高度阀内置空气弹簧的性能测试方法,防止因测试方法不当造成高度阀内置空气弹簧的损坏,针对一款汽车驾驶室悬置高度阀内置空气弹簧进行了性能测试。测试参照普通空气弹簧的性能测试方法进行。测定了高度阀内置空气弹簧和外置高度阀的普通空气弹簧的载荷-位移曲线和动刚度-加载频率曲线。依据测试结果的对比分析可以发现:高度阀内置空气弹簧和普通空气弹簧性能曲线的变化趋势一致,而且所测定的曲线比较符合实际行车情况。说明参照普通空气弹簧的性能测试方法对高度阀内置空气弹簧进行性能测试是可行的。由此可知,高度阀内置空气弹簧与普通空气弹簧的性能测试方法具有一致性。

火车槽罐用外置全启式弹簧安全阀的设计

分析了火车槽罐上应用的内置全启式弹簧安全阀存在的问题,论述了新型外置全启式弹簧安全阀的性能及主要零部件的设计及校核。

内插自振弹簧换热管脉冲流强化换热数值分析

针对脉冲流影响内置弹簧换热管换热效果的问题,运用计算流体动力学技术模拟研究了在内置弹簧换热管中分别通入稳态流和不同参数脉冲流情况下的换热情况,得到了不同情形下的管内温度场和压力场.研究结果表明:通入脉冲流后,内插自振弹簧换热管出口平均压力呈现与脉冲流周期相同的正(余)弦波动,且波动振幅随着脉冲流频率的增大而增大.相对于通入稳态流而言,通入脉冲流时的速度边界层厚度减小,从而增大了强化传热系数.管内对流传热系数随着振幅的增大而增大,但频率对传热系数的影响却很小.

换热器防垢除垢实验研究

考察了二甲基甲酰胺中的盐在换热器换热冷却过程中的结垢行为,分别采用内置弹簧和液固流态化以及两者结合的方法对换热器在线防垢除垢进行研究。采用测定总传热系数法研究污垢热阻随时间的变化规律,并用污垢称重法测定不同条件的总污垢量。研究了流体流速、传热温差、弹簧结构、惰性固体颗粒数量和大小等诸因素对结垢的影响,结果表明:直径与管内径比为0.8,螺距和管内径比为1.5的弹簧在0.6～1.0m·s-1的流速范围内防垢除垢效果最佳,随着颗粒数量的增加和粒径的增大,污垢生成速率降低,结垢量减少,相比同条件下单纯颗粒流态化除垢,内置弹簧和颗粒流态化结合法可以使污垢量减少20%～50%。实验研究结果对实际的工业过程具有一定的参考意义和指导价值。

两相闭式热虹吸管的强化传热

介绍了在蒸发段内置铜弹簧的两相闭式热虹吸管(强化管)新型结构.研究强化管的传热性能,并与光滑管进行了比较.在实验中强化管与光滑管的蒸发段充满了去离子水,并测定强化管与光滑管在200 W、275 W、350 W、425 W、500 W加热功率下的传热性能.结果表明:强化管在蒸发段与冷凝段的温差比光滑管的低,且温度分布较为均匀.根据实验数据,强化管的等效对流传热系数比光滑管的增加了10%~15%,传热效率提高了8%~14%.最后对强化管实验数据进行回归整理,得到内置弹簧的强化管的等效对流换热系数与加热功率的关系式.