缩放管内带衰减性自旋流的复合强化传热研究

以水、质量分数50%和85%的甘油为工质,对缩放管内分别插入的10种不同结构形式旋流片的传热性能进行实验研究。结果表明:相同实验流量范围内,以传热强化综合因子η为目标,在水为介质下,η均小于1,不适用。在质量分数50%甘油为工质下,旋流片的扭率为2.52,旋转角为180°,间距为383 mm时,η最大,在1.08—1.12;在质量分数85%甘油为工质下,旋流片的扭率为2.02,间距为288 mm,旋转角为180°时,η最大,在1.17—1.22。

缩放平行板间插入旋流片的复合强化传热

为了研究新型换热器——矩形管束换热器的传热性能,通过在缩放平行板间插入一组旋流片来研究旋流片下游的传热与流阻,并与光滑平行板、无旋流片缩放平行板的传热效果进行比较.实验结果表明:在实验范围内(19000<Re<44000),缩放平行板间插入旋流片时,随着旋流片下游距离的增大,其局部努赛尔数和阻力系数减小,而强化传热综合因子先增大后减小;当Re为19071、旋流片下游距离为140mm时,强化传热综合因子达到最大值,比光滑平行板和无旋流片缩放平行板的传热性能分别提高15%和9%左右,说明缩放平行板复合旋流片有较好的强化传热效果。

粗糙管换热器带自旋流的复合强化传热技术

介绍了粗糙管换热器中沿传热管轴向间隔分置旋流片的两区协同强化传热方法。旋流片使流体产生螺旋流,螺旋流在离开旋流片之后依靠自身的运动惯性保持一定距离的自旋流,对管道近壁区与中心区产生互动的协同传热强化。此外,该方法也可用于管间,除了对管间管束的机械支撑外,旋流片也可使管间流体产生自旋运动,实现壳程流体的两区协同传热强化。对现有工业系统的换热器技术升级、实现节能降耗意义重大。

层流传热中有效传热温差的改善及复合强化传热

从层流流体有效传热温差的新视角出发,分析与探讨了换热器层流传热的强化理论。首先对层流流体有效传热温差的现象、细节及其变化规律进行了分析,揭示了采用插入物强化层流传热的内在强化机理,探讨了有效传热温差缓变特性的合理利用方法,提出了改善层流有效传热温差的寻优途径;其次,分析研究了缩放管粗糙传热肋面与插入物相配合的协同传热强化机理,揭示了粗糙肋面协助改善层流有效传热温差的作用与规律。

粘性流体管内复合强化传热的实验研究

本文以变压器油管内流动为研究对象,进行复合强化实验研究。分别对光管、内肋管和内肋管内插入扰流线在过渡区段进行了物理模化实验,获得了计算对流换热系数和流动阻力系数的准则方程,并对复合强化传热性能进行了讨论。

管内复合强化传热技术及机理分析

文中对管内强化传热及复合强化传热技术进行了在紊流流动下的阻力和传热特性分析，并给出了几种复合强化传热技术的试验研究结果，提出螺旋槽管中插入旋向相反的部分管长扭带是行之有效、效果明显的复合强化传热技术。

进口轴向叶片旋流器与螺旋槽管的管内复合强化传热

对进口轴向叶片旋流器与左旋螺旋槽管、右旋螺旋槽管以及对称交叉螺旋槽管组成的管内复合强化传热进行了试验研究，给出了管内阻力和传热试验结果，得到了考虑复合攻角（旋向）因素在内的管内阻力和传热准则关联式，并对传热和流阻的综合热力性能进行了定量评价．试验表明：相同泵功和换热面积条件下，旋流器与螺旋槽管反向复合后的换热量可提高至光管换热量的1．9倍．

横纹槽管内插扭带复合强化传热的试验研究

不同强化传热方式的复合会产生不同的传热效果,通过试验将不同扭率的扭带与同一规格横纹槽管复合强化传热的效果进行对比。试验以高黏度的导热油为工质,

横纹槽管内插断续扭带复合强化传热的实验研究

本研究以导热油为工质,在层流和过渡流(Re<7 000)范围内研究横纹槽管内插三种不同规格的断续扭带和同扭率(Y=4.13)连续扭带的流动与强化换热特性。将实验数据进行回归分析得到了阻力系数和Nu的实验关联式,为复合强化传热的计算提供了理论依据。研究表明:横纹槽管内插扭带的综合换热性能优于内插相同扭带的光管,横纹槽管内插长度为66 mm的断续扭带的综合换热性能要优于同条件下内插连续扭带的光管。实验结果可为换热器的改造和新型换热器的设计提供理论依据。

相变蓄热复合传热强化技术综述

相变材料(PCM)通过在相变过程中吸热或放热实现热能的存储与释放。相变材料在热能存储和热管理领域凭借其相变区间温度稳定、储能密度大受到了广泛认可。然而,相变材料普遍存在热导率低的问题,需要结合传热强化技术进行改善。在采用某一种强化技术的基础上,两种或多种传热强化技术相组合的“复合强化技术”成为目前传热强化与相变蓄热性能改善的研究热点。本文通过对相关文献的分析,综述了目前复合传热强化技术的研究进展,包括以翅片为基础,分别结合热管、纳米颗粒、多孔材料和梯级蓄热,以及多孔材料结合热管、纳米材料和梯级蓄热等多种复合方式。分析表明:通过将热管与翅片或多孔材料混合使用,可以达到传热强化最佳效果;纳米颗粒与翅片或多孔材料的混合使用比同等条件下单独使用纳米颗粒更有效;采用梯级蓄热与翅片或多孔材料相结合相较于单独采用梯级蓄热具有更快的蓄/放热速率和更加均匀的换热流体出口温度。建议对其他可能的复合传热增强技术进行深入研究,并通过实验验证、优化蓄热系统的结构设计和具体参数探讨对蓄热性能的影响。

纵向流管壳式换热器强化传热研究与发展

纵向流管壳式换热器具有传热效率较高、流动阻力小、抗结垢能力强、设备投资及操作费用低等优点 ,但在低雷诺数下 ,传热效果不佳 ,郑州大学热能工程研究中心对新型纵向流管壳式换热器进行了数值模拟和试验研究 ,开发出CAD参数化绘图系统 ,提高了这种换热器的性能和设计效率。阐述了纵向流管壳式换热器的研究和发展概况 ,分析了单项强化和复合强化传热的强化结构特点和强化传热机理 ,并从

高黏度流体的传热强化研究进展

介绍了高黏度流体广泛应用于食品、轻工、动力、石油、制冷、机械、船舶等领域,而高黏度流体换热过程普遍存在着传热系数低、压降大的缺点。分析已发表的相关研究报告表明,采用带有沟槽和翅片的传热管、换热管的结构或在管内加设各种结构的插入物等方式可以改善高黏度流体的传热性能。指出采用上述方式的合理组合能达到提高传热系数同时减小压降的目的,从而提高综合传热性能。

管内旋流场综合性能研究进展

针对目前换热设备的强化传热和防除垢问题,介绍了管内插入物、表面凹槽以及复合强化传热等几种管内旋流技术。管内插入物可破坏流体边界层,实现在线自动防除垢和强化传热,但插入物本身易因磨损导致换热效率下降;表面凹槽技术可对管内外流体实现双向传热,流体阻力与其它技术相比较小,但制造工艺相对复杂;复合强化传热技术传热能力较高,可综合各种传热技术的优点,且综合性能要比单一技术要高。对以上几种主要管内旋流技术进行分析比较,并提出未来管内旋流技术的主要发展趋势将以复合强化传热技术为主。

杆式支撑换热器壳程性能数值分析及改进设计

用数值方法研究了杆式支撑换热器壳程的流体流动和传热性能,指出了杆式支撑换热器在结构和性能上存在的缺陷,并探讨了几种复合强化传热方法。为杆式支撑换热器的结构完善和推广应用奠定了理论基础。

空间螺旋式复合强化换热元件及其性能分析

提出一种新型空间锥形螺旋换热管束,通过螺旋曲率变化以及截面椭圆率变化形成强烈的管内二次流,与管外流体诱导的管束轴向伸缩振动相结合,实现复合强化传热。利用CFD软件对螺旋结构管内流动以及管外弹性特性的数值模拟显示,在低雷诺数下(管内:流速小于0.2 m/s,管外:流速小于0.05 m/s),空间螺旋管束的管内二次流对换热强化显著,管内流阻较小,同时管外流体诱导易形成持续的低频振动,实现复合传热强化。

简讯

弹性管束换热机组在山东问世一种弹性管束换热机组,日前在山东淄博三元换热设备有限公司研制成功。这种弹性管束换热机组,是由山东工业大学、淄博三元换热设备有限公司联合设计、研制完成的。该机组在设计思想上突破国际上关于振动强化传热不能实用的传统观点,提出了一种新的传热元件,在传热表面振动改变截面绕流状况,提高对流换热系数的同时,用振动变形防止积垢,降低热阻,从而实现复合强化传热。该机组与其它换热设备相比,具有安全可靠、控制精确、热效率高、占用空间小、节能显著等特点。