鱼鳍型涡发生器强化管翅式换热器传热

提出了一种鱼鳍型涡发生器,并将其应用在管翅式换热器中强化传热。采用数值模拟方法研究了鱼鳍型涡发生器安装方式对换热器中流体流动和传热的影响,分析了流体流经涡发生器前后的压力变化。结果表明:涡发生器以common-flow-up方式安装在圆管下游时传热j因子提高了46.6%,摩擦因子提高了24.4%,与以common-flow-down方式安装于圆管上游相比,圆管后方的负压区更小,流动阻力更小,冷热流体的混合效果更好,因而具有更好的强化传热效果。

椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5879.64、3964.28及2933.05 W/m^(2),因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。

管翅式蒸发器析湿系数计算探讨

在分析当前管翅式蒸发器析湿系数2种计算方式优缺点的基础上,进一步提出了一种新的析湿系数工程计算方法。新的计算方法可以避免利用蒸发器出口状态参数来计算析湿系数,并提高计算精度。

小管径管翅式换热器气压胀接成形机理研究

管翅式换热器是制冷行业中最常用的换热器形式,其换热管的胀接性能决定了换热器的传热性能.本文提出了管翅式换热器的三维流−固耦合模型,采用单向流固耦合瞬态数值模拟方法,对小管径管翅式换热器的流体和固体域的流动和变形特征开展了数值研究.计算结果表明:根据换热管和翅片的胀接成形要求和胀后管径要求,气压胀接压力的合理范围为P=12.5 MPa,与理论公式推导值一致.根据管翅应力随时间变化的规律可知,换热管接头处应力远大于其屈服极限66 MPa,翅片接头处应力刚好略大于其屈服极限132 MPa,满足胀接成形要求.胀后的换热管直径随着压力的增加其管径增大,换热管的径向位移在水平方向较小,垂直方向较大,其最大和最小位移差约为0.03 mm.探究了管翅间残余接触压力随胀接压力的变化,残余接触压力随胀接压力的变化可分为三个阶段.结果表明当胀接压力使得翅片内孔发生屈服后,继续增大胀接压力会导致胀接不完全.最后研究了保压时间的影响,结果表明保压时间的增加对胀接效果并没有明显影响.相关结果可为工程实际中小管径管翅式换热器气压胀接工艺提供理论指导.

基于图像处理的管翅式换热器翅片尺寸测量方法研究

针对管翅式换热器翅片间距、厚度等物理尺寸的非接触、自动测量问题,本文提出了基于图像处理技术的管翅式换热器翅片测量方法。首先利用CCD相机获取管翅式换热器翅片图像,对拍摄的图像进行图像灰度化,滤波去噪,图像分割(二值化)等图像预处理操作,紧接提出了一种亚像素边缘提取算法,对预处理后的图像进行边缘提取。同时结合图像投影法提出了三种换热器翅片尺寸的测量方法,最后,基于尺寸测量换算法和简易相机标定法获得实际物理尺寸。通过实验,三种方法的测量误差均在5.00%左右,最小误差低至1.20%,效果较好,该测量方法可以很好地测量出换热器翅片主要尺寸。

某管翅式换热器设计研究

某管翅式换热器拟设计用于高热耗军用机柜内热量交换,其设计过程中,冷却液分液系统设计、风道换热面积、风扇功率等因素均对换热器整体效率存在较大影响[1]。通过尼古拉兹实验曲线拟合雷诺数,对“Z”型分液流道进行理论分析,归纳分液流量受管道特征影响的变化特性,对流道进行优化,通过计算平均温差对翅片换热面积进行求解。完成了一种满足换热功率要求的管翅式换热器结构设计,通过ICEPAK仿真计算加以验证。总结了换热器基本设计环节、关重项以及均温性调节方法,归纳了某型换热器分液管路的分液特性:“Z”型并联分液管路中,中间位置路径流量小于两侧分液路径流量,增大负载段流阻与分液段流阻比值可提高流量分配均匀性。

纵向涡发生器在管翅式换热器中的应用及优化

纵向涡发生器能够在较大幅度提升换热器换热能力的同时,较小幅度地增加其流动阻力。利用三维数值模拟的方法,详细分析和研究了纵向涡发生器对管翅式换热器传热流动的影响;并对纵向涡发生器的关键参数(攻角,数目,摆放位置)进行了优化。结果表明:纵向涡发生器的攻角为15°,采用3对矩形小翼时,管翅式换热器的空气侧换热能力的提升幅度超过了其流动阻力增加的幅度,与未采用强化措施的换热器相比,其空气侧传热系数提升了71.3%～87.6%,相应的流动阻力增加了54.4%～72%;空气侧的换热能力随着纵向涡发生器数目的增加而逐渐变大,但空气侧的局部换热能力在第5根换热管之后几乎不受涡发生器数目的影响;与纵向涡发生器的顺排布置相比,纵向涡发生器以交错叉排的方式布置时,可以在保证强化换热水平的同时,进一步减小换热器流道内的流动阻力。

管翅式换热器管路布置优化设计的数值研究

采用分布参数法模型对常见的双流程管翅式换热器,在不同的空气及制冷剂进口状态下的工作性能进行了数值研究,对管路布置提出了改变不同流程管径比的优化设计方案,并从数值模拟的角度给出了验证。数值计算结果表明改变两流程之间的管径比可以优化换热器的换热性能,而且两流程的管径之间存在一个最佳比值0.8,在该最佳管径比下,换热器的换热性能在不同工况下均比相同管径提高6%～11%,同时可以使空气侧的阻力损失减少2%。

流程布置对管翅式冷凝器综合性能的影响

研究了管程布置对环保制冷剂R410A空调系统的冷凝器综合性能的影响.首先与试验数据进行了比较,对模拟软件的准确性进行校核;然后针对5种典型的双排冷凝器布置,系统探讨了结构布置、流路合并点对冷凝器换热及压降的影响.研究发现：制冷剂质量流量较小时,不同的管程布置对冷凝器的换热和压降性能影响较小;当质量流量变大时,管程布置的影响变大.冷凝器后半段并管处理可一定程都上改善其整体换热均匀性,最佳并管点区间宜选在干度0.1~0.4位置,以满足换热和压降的综合平衡性能要求.

管翅式表冷器数值模拟与性能分析

编制了结霜工况下 ,适用于不同空气流态的蒸发器动态仿真程序。根据在低温风洞实验台中不同工况下测得的实验数据对程序进行了修正 ,并将修正后的程序用于对表面式空气冷却器的性能进行分析 ,从而得出了改进设计的方法。

管翅式换热器多层弯曲成形工艺仿真分析

随着管翅式换热器在制冷行业的广泛应用,换热器多层弯曲成形工艺成为影响换热性能的关键环节。与传统的单层弯曲工艺相比,多层弯曲成形工艺中翅片与弯曲模接触应力增大,易造成翅片的局部压溃,降低换热性能。该文以空调换热器普遍使用的波纹翅片为研究对象,建立了管翅式换热器多层弯曲成形过程的有限元模型,研究弯曲成形过程中弯曲模对换热器的正压力变化及应力应变分布规律,分析翅片产生压溃的原因及关键区域。并结合相关试验验证,确立多层弯曲成形工艺参数与成形性能之间的关系。

冷藏车制冷系统应用层叠式蒸发器与管翅式蒸发器的模拟比较

对一台应用于汽车空调系统的层叠式蒸发器在结构上做一定的改进,并用数值模拟的方法对其应用于冷藏车冷藏蒸发器时的传热和流动性能与传统的管翅式蒸发器进行了比较,结果表明,在冷藏工况范围内,层叠式蒸发器的换热性能优于管翅式,结构也更为紧凑,应用于冷藏车制冷系统会大大提高系统的效率和经济性。

管翅式换热器离子交换树脂涂层

采用浸渍法将离子交换树脂（IER）浸渍于饱和氯化锂或氯化镁溶液中，并依次经过滤、洗涤及干燥得改性离子交换树脂。经粉碎后的改性离子交换树脂粉与固体粉末涂料混合成喷涂料，对管翅式换热器铝箔表面进行静电喷涂、热固化得吸湿涂层。XRD分析表明，改性前后树脂结构没有发生根本性改变；SEM表明，吸湿涂层能够均匀紧密地分散在铝箔表面，涂层厚达120gm；EDS显示出吸湿涂层各成分组成及含量；TG曲线表明，吸湿涂层失重主要集中在30～150℃及400-600℃区域，前者与吸附剂脱附有关，后者与涂料及树脂粉热分解有关；静态和动态吸附曲线显示，吸湿涂层经改性后，其吸湿性能明显提高；吸湿涂层重复性测试显示，涂层具有较高吸附及脱附稳定性。

管翅式换热器流动和换热的低阶模型模拟

采用最佳正交分解技术（POD）建立管翅式换热器的低阶模型,通过数值模拟的方法得到管翅式换热器在雷诺数为100~2 000时的流场和温度场。通过对系统样本实施最佳正交分解得到该物理问题的POD基函数和谱系数。POD基函数具有能量最优的特性,即在重构公式中使用较小的截断自由度可将原物理问题的解准确地表示出来,重构公式在非设计参数时的谱系数由线性插值的方法得到。研究结果表明,基于POD的低阶模型可以快速、准确地预测出管翅式换热器内的温度场和速度场,计算时间仅为SIMPLE算法的1/1 200。

双缝翅片管翅式换热器传热与流动数值模拟研究

采用FLUENT软件，建立了双缝翅片管翅式换热器三维物理模型。采用RNG κ-ε湍流模型，对换热器内的流动与传热进行了数值模拟研究。结果表明，双缝片可使传热提高22．7％～42％；阻力的计算结果表明，与平直翅片相比，总体阻力系数增加28．29％～54．92％。

基于POD降阶模型的正弦波翅片扁管管翅式换热器流动与传热特性分析

为了提高正弦波翅片扁管管翅式换热器的数值设计效率,以FVM(finite volume method,有限体积法)的计算结果作为样本数据构建POD降阶模型,研究换热器空气侧的流动与传热特性。结果表明:单参数和双参数变化时POD降阶模型重构的温度场与FVM计算结果的偏差集中表现在正弦波翅片表面区域,且沿主流方向呈减小趋势,2种方法所得速度分布的差异主要集中在主流区域。随着变量参数个数的增多,POD降阶模型的计算精度及计算效率均有所降低。POD降阶模型重构的物理场与FVM结果间的平均相对偏差最大值为2.921%,平均计算速度比传统FVM计算速度最大提高了11752倍。

R744系统管翅式蒸发器换热性能的优化

基于稳态分布参数法,建立了R744系统管翅式蒸发器模拟程序,计算分析了管内制冷剂侧换热系数和压降梯度沿管长的变化特点;通过对管翅式蒸发器结构参数进行敏感性计算分析,得出了传热系数、换热量、制冷剂侧压降以及冷重比等参数与蒸发器主要结构参数之间的变化关系.优化后的管翅式蒸发器在换热量基本相同的情况下,空间体积缩小了24.86%,传热系数提高了5.17%,单位面积换热量提高了15.58%.

新型板壳式低压省煤器与管翅式低压省煤器传热性能的对比研究

加装低压省煤器是火电厂节能减排的重要措施之一。以北方某电厂55MW供热机组为对象,利用等效热降法和热平衡理论,分别对新型板壳式低压省煤器和传统管翅式低压省煤器的传热性能进行比对分析和节能评估。计算结果表明,在传输压降和换热量基本相同的条件下,与管翅式低压省煤器相比,新型板壳式低压省煤器的换热系数提高了32.9W/(m2·℃),换热面积降低了865.4m2,省煤器重量降低了7.7t。因此,新型板壳式省煤器具有更好的节能效果。

新型管翅式换热器的传热与阻力特性研究

管翅式换热器在电厂中有着广泛的应用,是空冷机组的重要组成部分。提高管翅式换热器的性能,就能有效地提升空冷机组的效率,从而达到节能的目的。文章对纵向涡强化型换热器进行了实验研究,在雷诺数4 400<Re<11 000的范围内,分析了不同来流速度对换热器传热阻力特性的影响。结果表明,在6 800<Re<11 000时,纵向涡强化型换热器的阻力小于未采取强化措施的换热器的阻力,而其换热系数大于未采取强化措施的换热器,实现了高效低阻的流动传热。

管翅式换热器翅片管失效分析及预防措施

研究了瓜尔胶改性生产工艺中管翅式换热器的工作原理,分析了管翅式换热器翅片管失效的原因。结果表明:氧腐蚀、蒸汽冲刷及外力作用是造成管翅式换热器翅片管失效的主要原因。提出在启用干燥设备过程中,缓慢开启蒸汽阀门、换热器回水管线上安装放水阀和选用不锈钢作为基管用材,可提高管翅式换热器使用寿命。