基于低雷诺数κ-ε模型冲击射流传热的数值模拟

冲机射流在机翼除霜、电子元器件散热等工程领域应用广泛,为进一步研究其传热机理,利用两种低雷诺数κ-ε模型对单股冲击射流的传热进行数值模拟,并与标准κ-ε模型及雷诺应力模型的计算结果进行对比。结果表明,低雷诺数κ-ε模型在两种工况下的计算结果均优于其他模型。湍流热扩散系数作为求解温度场最重要的参数,对传热的计算结果影响极大,通常用湍流普朗特数作为常数求解。在低雷诺数κ-ε模型的基础上,分别通过湍流普朗特数函数求解和t2-εt方程直接求解进行改进,并将计算结果进行比较。结果表明,使用湍流普朗特数函数形式求解湍流热扩散系数能给出更好的预测结果,直接求解仍需进一步改进。

基于效能-传热单元数的回转式空预器换热性能计算方法

针对回转式空气预热器(空预器)换热效率计算,提出了一种不需要烟风流量热容比修正曲线的近似方法,烟风流量热容比修正曲线在PTC 4.3的空预器效率计算中是必须的,但又是难以得到的。本方法以效能-传热单元数原理为基础,通过分析大量的、涵盖多种煤质和多种容量的锅炉空预器设计参数,得到不同传热单元数下的空预器效能和烟风流量热容比的关系,进而建立了空预器换热效率的计算模型。以某机组的空预器改造为例,采用该模型计算了空预器换热效率,得到的结果较为准确,与设计值和实际情况相符。

板翅式全热换热器换热效率的数值计算

将板翅式全热换热器的传热传质模型简化为两种流体均不发生横向混合的交叉流型,利用热质传递类比律和数值计算方法,计算并绘制显热和潜热的ε-NTU线算图。通过将线算图与实验结果进行比较可知,线算图具有较高的精度,能够满足工程要求。根据数值计算和实验结果,面风速对潜热效率比显热效率的影响更为明显。

冷凝器流程布置的数值模拟研究(1):数学模型的建立与验证

基于传热单元数法,建立了冷凝器的数学模型,模拟了两种不同流路冷凝器的换热性能和阻力特性。对比结果表明,冷凝器沿管长的壁温分布与前人的实验结果较为一致,阻力计算结果与实验结果最大偏差为7%,该模型可以用来比较不同形式流路对冷凝器性能的影响。

换热器热效率的表达和应用

根据以冷、热流体基准的不同,定义了两种换热器的热效率(ε),在此基础上,推导得到了换热器热效率的四种不同的表达形式,并通过一个实例说明热效率-传热单元数法(ε-NTU法)在换热器操作型计算中的应用。

适于在线应用的冷却塔出水温度简化模型试验研究

针对传统的基于传热单元数法得出的冷却塔出水温度数学模型存在的计算复杂、实用性低的问题,提出了一种基于对流换热与数据拟合的简化模型,该模型针对特定的冷却水系统,可有效减少测试变量的个数并简化计算步骤。对2种模型进行了试验对比,结果显示,基于试验数据的简化模型可将计算精度控制在5%范围内,满足基本精度需求,同时其计算简便,可通过前期试验数据的辨识来预测出水温度在不同工况下的变化,适用于在线节能控制应用。

液体循环热回收系统性能参数模拟与优化设计

为了降低洁净室全新风空调系统的能耗,基于深圳某生物医药洁净车间的液体循环热回收系统,采用效能-传热单元数法建立盘管数学模型,模拟系统性能参数,并设计正交试验分析因素主次和优方案,最后提出一种加强换热的措施。研究结果表明:水流量在2.5kg/s时,盘管换热量达到峰值。室外温湿度增加,热回收量最大增幅88%,室内温湿度增加,热回收量最大减幅14%。通过正交试验结果表明:影响热回收量的因素主次为水流量、室外温度、室内温度、室外相对湿度、室内相对湿度,优方案为水流量3.5kg/s,室内温度24℃,室内相对湿度50%。加强换热后系统总体节能20kW。

接触式烟气-水冷凝换热器的热工计算方法

对接触式烟气-水冷凝换热器的换热效率进行了分析,充分考虑影响换热效率的各种因素,包括喷嘴雾化粒径和换热器高度等,给出了接触式烟气-水冷凝换热器的热工计算方法,并制作了线算图。采用所提出的热工计算方法,对具体示范工程烟气-水冷凝换热器进行了设计,供暖季现场实测数据表明,烟气-水冷凝换热器的换热性能达到了预期目标。

基于简化模型的回热系统性能实时监测

回热系统是发电机组的主要辅助设备,实时监测回热系统的运行状况,对机组的安全性、经济性具有重要意义。由于在变工况条件下,电站回热加热器不同换热段的换热特性具有明显差异,且回热系统各参数具有鲜明的耦合关系。传统的回热系统传热计算过程复杂,致使回热系统的整体变工况特性计算不易收敛,或精度降低。针对典型的三段式回热加热器建立了变工况简化计算模型,同时,以300MW机组的回热系统为例,结合疏水冷却段效能的简化计算方法与回热系统变工况的逆序算法进行了计算分析。计算结果表明模型精度较高,同时该模型具有对现场测点数据依赖度小、计算方法简单、速度快的优点,对回热系统性能监测以及机组热经济性诊断具有一定的参考价值。

表冷器湿工况传热性能的简化预测方法

基于表面平均温度法和效能-传热单元数法,建立了水冷式表冷器湿工况换热的数学模型。该模型无复杂的模型设置和算法,无需表冷器的几何数据或详细性能数据,只需名义工况参数就能预测其性能;水侧和空气侧对流换热系数从名义显热量导出。根据数学模型,采用Modelica语言建立了表冷器的湿工况仿真模型。采用表冷器实测数据对新模型进行了验证。结果显示,新模型预测的换热器出口温度和换热量与实测值的偏差分别在6%和12%以内,每个工况只需10s左右的计算时间。

微型节流制冷器用翅片管换热器的数值模拟研究

微型节流制冷器因其快速冷却、结构简单紧凑而被广泛的应用在红外探测器、超导量子干涉器件、热像仪等器件的冷却。微型节流制冷器性能的好坏则取决于翅片管换热器内的流动特性与传热特性。通过数值模拟对翅片管换热器的热力学性能进行研究,数值模拟结果很好的揭示了翅片管换热器内的热力学特性。在此基础上,对微型节流制冷器进行了优化分析,结果表明了质量流量和换热器长度对换热器效率及制冷器理论制冷量的影响。

液体循环热回收系统性能参数模拟与优化设计

为了降低洁净室全新风空调系统的能耗,基于深圳某生物医药洁净车间的液体循环热回收系统,采用效能-传热单元数法建立盘管数学模型,模拟系统性能参数,并设计正交试验分析因素主次和优方案,最后提出一种加强换热的措施。研究结果表明:水流量在2.5kg/s时,盘管换热量达到峰值。室外温湿度增加,热回收量最大增幅88%,室内温湿度增加,热回收量最大减幅14%。通过正交试验结果表明:影响热回收量的因素主次为水流量、室外温度、室内温度、室外相对湿度、室内相对湿度,优方案为水流量3.5kg/s,室内温度24℃,室内相对湿度50%。加强换热后系统总体节能20kW。

ASM-600油站换热器的国产化改进

针对ASM-600进口油站换热器存在换热裕量偏小的现状,对其国产化替换并进行提升传热性能的改进。从理论上运用传热效率-传热单元数法,分别核算改进前后的温降值,通过投运实践并对比,证实了该换热器国产化改进实施的可行性,可为同类型设备加速国产化步伐,提供借鉴和参考。

内热型除湿溶液再生器溶液再生方式及装置性能分析

内热型再生器作为一种高效溶液再生装置其性能主要由溶液加热形式、热水流向、传热单元数及溶液空气相对流向等决定。该文基于装置内溶液、空气、热水三者间的能量和质量守恒,分别建立预热、内热再生器在2种热水流向下的顺流、逆流、叉流的数学模型,并进行理论性能模拟和比较。数值模拟发现大部分工况下内热型再生器再生性能为预热型的2~4倍,且受溶液–空气流量比和热水–空气流量比影响较大。热水与溶液流向相反时的再生性能要优于相同时,最大可高于5%。再生性能随溶液–空气传热单元数和溶液–热水传热单元数的增大而提高,且存在性能增长最快的组合曲线。另外再生过程中大部分情况下溶液和空气呈顺流时的出入口浓度差最大,叉流为其0.97倍左右,逆流最低时仅达到其0.87倍左右。该文研究结果为内热型溶液再生器设计优化提供理论依据。

工业换热设备能效评定方法的研究

综述了现有换热器性能的评价方法,根据工业换热设备的特点提出了以单台工业换热设备作为评定单元,以基本特征参数测试为基础,综合考虑设计、制造和使用管理等诸多因素的工业换热设备能效评定方法。

空调用逆流式冷却塔的稳态模拟

在麦克尔焓差理论的基础上,结合效能-传热单元数法,建立了有利于空调水系统整体节能优化的逆流式冷却塔的简化换热器模型,并将它的模拟结果与某生产厂家冷却塔的样本实验数据进行了比较。结果表明:冷却塔的模拟结果与样本值吻合得很好,从而验证了该模型的正确性和可行性。该模型可以作为冷却塔的设计、选型和运行的参考依据。

火电机组直接空冷系统热力设计和变工况计算程序

针对直接空冷系统设计和变工况计算中存在迭代现象,特用C++语言编写了一套直接空冷系统的可视化计算程序,并用算例证明程序的可靠性。用变工况计算程序对已设计好的直接空冷系统进行了计算,得到其变工况热力性能。

中央空调排风系统冷量回收利用研究

分析了横流板式间接蒸发热回收器的热质传递过程,并建立横流板式间接蒸发热回收器的换热数学模型,采用有限容积法对数学模型进行求解,得出了新风、排风沿空气流动方向的温度分布。采用ε-NTU方法对横流板式间接蒸发热回收器的换热效率进行了分析。

管壳式换热器最佳换热面积的计算

介绍了两种工作条件下管壳式换热器最佳换热面积的计算方法 ,建立了相应的数学模型 。

基于等效热降法的WGGH系统节能最优化研究

为定量计算WGGH系统回收烟气低品位热量的节能效果,并分析其对汽轮机排挤抽汽等效热降的最大化问题,针对带有疏水冷却器回热系统的特点,对传统等效热降表达式进行了修正,并使用效能-传热单元数法计算WGGH系统凝水加热器的换热量,与修正后的等效热降公式结合建立了WGGH系统排挤抽汽的等效热降表达式,利用该表达式可以计算出当机组工况为100%THA和75%THA时,最佳凝水分流系数分别为0.10和0.12,可以降低机组发电煤耗0.49 g/k Wh和0.38 g/k Wh。结论表明WGGH系统节能效果存在最优化问题,利用该研究方法可以有效地计算最佳的凝水分流系数。