超临界CO_2在水平螺旋管内的冷却换热特性

采用数值模拟和实验结合的方法研究超临界CO_2在水平冷却螺旋管内的换热特性。研究了质量流量、热通量及压力对传热系数的影响,并比较了直管和螺旋管在加热和冷却条件下的换热特性。结果表明,与直管相比,螺旋管对换热的强化作用随着质量流量的减小和压力的增加而增加。在相同热通量条件下,螺旋管的冷却换热的传热系数比加热的传热系数高,且由于浮升力的影响,加热条件下传热系数存在较大的振荡。

水平螺旋管外V型槽强化冷凝传热的理论研究

对水平螺旋管外开有Ｖ型槽时的凝结换热强化问题进行了理论研究．针对Ｖ型槽的冷凝换热特点，将Ｖ型槽流动区域分为传热区和液流区两个部分，对其分别建立了理论模型，并进行了数学描写．通过分析两个区之间流动和换热的有机联系，得到了螺旋管外Ｖ型槽冷凝换热问题的理论解，并给出了能用于工程实际的换热准则方程式．

V型纵槽对水平螺旋管外冷凝传热的强化

用实验方法研究水平螺旋管管外有纵向 V型槽时凝结换热的强化问题。在相同真空度下 ,测试当 V型槽的角度或数目变化时管外凝结换热系数随冷却水流量变化的规律。实验结果表明 ,V型槽夹角为 6 0°,槽深为 1mm,槽数为 2 8时强化效果最佳。还在相同实验条件下 ,比较 V型槽水平螺旋管与矩形槽水平螺旋管及水平螺旋光管的传热效果 ,得到可用于工程实际的

超临界CO_2水平螺旋管内对流换热的数值模拟

为探究水平螺旋管结构参数对超临界CO_2管内对流换热性能的影响,采用基于Fluent的数值模拟方法,研究了超临界CO_2在水平螺旋管内的对流换热特性以及重力对其影响,并针对水平螺旋管研究了节距及管径对换热系数的影响。模拟结果表明,水平螺旋管相对于水平直管具有更佳的换热性能,离心力和浮升力是造成换热系数增大的原因;重力对螺旋管中的对流换热影响不大,对直管中流体准临界点附近影响较为明显;随着管径的增加,浮升力和离心力引起的二次流减弱,换热系数逐渐减小;当节距较小时,节距的变化并不会对换热效果产生影响,当节距增大到一定程度时,随着节距的增加,离心力引起的湍流度降低,导致管内换热系数减小。

水平螺旋管外冷凝换热的理论分析与实验研究

用改进的Nusselt—Rohsenow方法分析了水平螺旋管外的层流膜状冷凝换热。考虑了粘性和重力的影响以及离心力对液膜流动和换热的影响。通过分析,得到了较通用的无量纲冷凝方程,并导出适合于其它几何形状换热元件的冷凝换热方程。经数值计算得到了在不同条件下的局部Nusselt数(Nu)和平均Nusselt数(?)。理论结果得到了实验数据的验证,并推荐了实用的传热计算公式。

欧洲铅冷快堆水平螺旋管式蒸汽发生器热工水力性能分析

以欧洲铅冷堆(ELSY)水平螺旋管式蒸汽发生器(HST-SG)为研究对象,结合其结构参数和运行参数,选取了合适的传热阻力模型开发了一维稳态热工水力计算程序,采用该程序首先对ELSY HST-SG进行校核计算,以验证程序计算的准确性,再结合计算结果,对ELSY HST-SG热工水力性能进行详细分析,并针对不同运行参数开展对比分析研究。分析结果表明,ELSY HST-SG各项参数选择合理,热工水力性能优良,结构紧凑。因此,该程序可用于ELSY HST-SG的设计开发和性能分析。

水平螺旋管式换热器的流热耦合传热特性研究

针对轴封式核主泵的水平螺旋管换热器复杂的结构特点和特殊的运行环境,采用流热耦合的数值模拟方法分析壳侧流体的流量和温度改变对换热器的流场和温度场的影响,探究换热器壳侧进口参数对换热器内流体流动换热特性的影响规律,并采用相关传热准则数分析换热器强化传热性能。结果表明:水平螺旋管流体受曲率的影响产生离心力,形成了有别于直管流动换热的二次流,速度分布呈内凹的圆弧状,会增强换热器传热效率;随壳侧流速的增加,流体的扰动程度加强,湍流程度提高,同时压力损失无明显变化,换热器传热性能增强;在既定结构和尺寸下,由换热器的传热性能曲线可知,壳侧流量和雷诺数的增加对强化螺旋管传热有显著影响。实际工程应用中可采用适当提高换热器的壳侧流量的方法来加强传热。

水平螺旋型地埋管换热器换热特性的数值模拟与试验验证

基于有限差分法建立了水平螺旋型地埋管换热器的传热数学模型,分析了地下水渗流速度、地下水位、土壤孔隙率、土壤类型对其换热量及其周围土壤温度分布的影响,结果表明:随地下水渗流速度增加,埋管换热器周围土壤温度降低速率增加,从而可提高其换热性能;当地下水位在4.2 m以上时,地下水位越浅,带走换热器周围土壤的热量越多,换热器周围土壤温度越低;当地下水位在4.2 m以下时,地下水渗流对换热器换热量影响较小;随孔隙率增加,埋管内水温下降速率增大,埋管换热量增加。此外,土壤类型对土壤温度变化影响较大,热扩散系数高有利于土壤中热量的扩散,比热容高有利于降低土壤温度上升速率和幅度,砂岩由于其比热容和热扩散系数高,最有利于换热器运行,而黏土是最不利于换热。试验验证表明:所建水平螺旋型埋管模型预测出的换热量与对应试验值吻合较好,其最大与平均相对误差分别为9.1%与3.3%。

Experimental Research on Gas-Liquid Two-Phase Spiral Flow in Horizontal Pipe

In view of the importance of gas-liquid two-phase spiral flow and the few research reports at home and abroad,the gas-liquid two-phase spiral flow patterns have been researched in a horizontal pipe with different parameters investigated by means of observation and a high-speed camera.Since the appearance of spiral flow makes the distribution of twophase flow more complicated,the flow patterns appearing in the experiments were divided into the Spiral Wavy Stratified Flow(SWS),the Spiral Bubble Flow(SB),the Spiral Slug Flow(SS),the Spiral Linear Flow(SL),the Spiral Axial Flow(SA),and the Spiral Dispersed Flow(SD) by the observations and with reference to the predecessors' research achievements.A flow pattern map has been drawn up.The influence of velocity,vane angle and vane area on flow pattern conversion boundary and pressure drop has been studied,with a solid foundation laid for the future research work.