高炉炉缸炉底内衬的等效冷却条件计算方法

建立了高炉炉缸炉底冷却的二维有限元传热模型.该模型能计算紊流水冷冷却器以等效对流换热系数表征的冷却参数,能反解服役炉缸实际冷却强度.等效冷却条件参数可用于缩小多维炉缸传热模型的计算域和规模,且不失边界条件精度.文中设计了参数化有限元建模及分析的计算程序,基于管内紊流水努赛尔特征数,定义一个物性综合系数,构造了更为简明的对流换热系数计算表达式.

热管性能评价准则探讨

传统评价热管的传热性能的方法是比较热管的等效导热系数(有效寻热系数、当量导热系数、相当导热系数)的大小,其不足之处是几何因素与传热因素混在一起来评定传热性能。为此,在剖析传统评价热管的传热性能的方法的基础上,提出了用等效对流换热系数来评价热管性能,等效对流换热系数客观地描述了热管综合的传热能力,其值的大小可以作为判断热管传热性能优劣的标准。同时建立了相应的理论模型,从而使对热管性能的评价更加完善、更加合理。

高炉炉缸三维稳态出铁模型

根据热流体力学原理和计算流体力学热焓-多孔介质方法,建立了包含铁水凝固相变的高炉炉缸三维稳态出铁数值计算模型.计算中采用等效对流换热系数的方法对炉缸、炉底的冷却条件进行了合理转化.结合实际高炉炉缸对其流场、温度场和渣皮形貌进行了数值计算和分析.给出了不同高炉容积利用系数和冷却条件下的炉缸铁水流动特征和结渣情况数据,可为现场操作提供技术参考.

三相工质重力热管强化传热试验研究

为了提高重力热管的传热能力,把金刚砂颗粒加入到纯工质里制成三相工质重力热管来强化传热。对12.07、9.77、8.47、7.06和6.35μm的5种不同固体颗粒粒径的三相工质重力热管的传热性能进行研究,计算三相工质重力热管的传热系数,并与纯水重力热管的试验结果进行对比分析。试验结果表明,三相工质重力热管的最佳充液率为55%,最佳固体颗粒质量分数为5%;与纯水重力热管相比,三相工质重力热管的等效对流换热系数提高了16%～31%,固体颗粒含量和粒径对传热有很大的影响。

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.

不同功率下绝热段长度对重力热管性能的影响

为了研究热管绝热段长度和位置的变化对其性能产生的影响,搭建实验台测试了碳钢-水重力热管在不同功率与绝热段长度下的稳态与非稳态性能,分析热阻、传热量和等效对流换热系数的变化及间歇沸腾对热管运行的影响。结果表明:实验范围内,随着功率的增大,启动时间缩短,启动温度升高;绝热段长度的增加有利于启动性能的增强;传热性能与功率呈正相关、与绝热段长度呈负相关,当绝热段长度为零、功率为300 W时性能最佳,此时等效对流传热系数为1 253.12 W/(m·K),传热量为275.04 W,热阻为0.034 K/W;功率的增大加快了间歇沸腾频率,绝热段长度的增加进一步推动这一过程,促进内部达到平衡。