直流余热锅炉蒸发段长度和位置变动特性的仿真分析

在直流余热锅炉变工况运行过程中蒸发段长度和位置的改变会造成锅炉管壁温度分布、工质出口参数等产生较大的波动,影响锅炉安全运行。以某立式直流余热锅炉为研究对象,建立其动态仿真模型,研究锅炉烟气流量、入口烟温、高压给水流量和给水温度分别发生阶跃扰动后蒸发段长度及相变点位置的变化规律。仿真结果表明:余热锅炉在设计工况下运行,锅炉入口烟温对锅炉蒸发段长度的影响程度最大,入口烟温阶跃升高10℃后,蒸发段迅速缩短,相变点均向锅炉管内工质入口方向移动,蒸发段长度和相变点位置恢复稳定所需时间相对较短;烟气流量阶跃升高5%后,蒸发段长度迅速缩短而后缓慢增长,沸腾点向管内工质入口方向移动距离大于蒸干点,恢复稳定所需时间较长;给水流量阶跃升高5%后,蒸发段长度迅速增长而后缓慢缩短,蒸干点向管内工质出口方向移动距离大于沸腾点,恢复稳定所需时间最长;给水温度阶跃变化20℃对蒸发段长度和相变点位置的影响很小。

脱硫废水零排放处理系统蒸发段翅片结构的数值模拟

构建了一套新型脱硫废水零排放处理系统,针对该系统中相变换热技术与多效蒸发技术的耦合点,对蒸发段烟气侧不同结构的翅片进行数值模拟研究。结果表明:翅片间距过小时,会增大烟气压降,使风机功耗过大,从而导致成本增加,当翅片间距为8 mm时,传热性能最佳;翅片高度过大时,传热阻力过大,翅片高度过小时,烟气压降过大,使得风机功耗过大,成本过高,当翅片高度为10 mm时,翅片管的传热性能最佳。

分离式热管蒸发段传热特性试验研究

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,水平及小倾角热管的换热系数较小 .特别是当热流密度大于 2 0kW /m2 时 ,蒸发管上下管壁温差增大 ,沿管长方向上管壁温度的波动较大 ,使上壁的换热系数降低 ,局部烧干热负荷过早出现 ,使热管的工作范围减小 .此外 ,还得出了水平蒸发管平均换热系数的无量纲准则关系式 .

分离式热管蒸发段的试验研究

该文采用加热石英玻璃管和无缝钢管模拟分离式热管的蒸发段，对合理的充液率、流动和传热特性进行了系统的试验和理论分析。作者着重分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜区的换热原理，根据试验数据回归整理了相应的换热系数无量纲准则关系式，与试验数据吻合较好；同时将这两个关系式分别与大空间池沸腾传热及整体式热管蒸发段降膜传热区传热进行了比较，得出了极为有用的结论．

蒸发段可变的三相闭式重力热管的传热性能

三相闭式重力热管将流化床换热防垢节能技术和闭式重力热管相结合,操作简便,具有明显的强化传热效果.为深入、全面地考察三相闭式重力热管的传热性能,设计并构建了一套蒸发段可变的三相闭式重力热管.选用玻璃珠颗粒和水作为实验工质,通过改变加热功率、固含率和颗粒粒径等操作参数,分析了蒸发段长度对三相闭式重力热管传热性能的影响.结果表明:在不同的蒸发段长度下,玻璃珠颗粒的加入均可以在一定的条件下强化传热,但其强化传热效果不仅受固含率、加热功率和颗粒粒径等操作参数的影响,而且与蒸发段的长度密切相关.对于实验中3种不同的蒸发段长度,总热阻的最大减少率分别为16.5%、25.4%、13.5%.随着蒸发段长度的增加,三相闭式重力热管的总热阻减小.在不同的蒸发段长度下,总热阻随着颗粒粒径的变化规律有所差异,并且受固含率和加热功率等操作参数的影响.从强化传热的角度考虑,三相闭式重力热管蒸发段的长度应适中,所采用的玻璃珠颗粒粒径不宜过小.研究中构建了不同的蒸发段设置下,操作参数对三相闭式重力热管传热性能影响的三维图和总热阻经验关联式,以用于指导工业实践.模型数据与实验结果吻合较好.研究结果对于三相闭式重力热管的工业应用具有一定的指导意义.

分离式热管蒸发段工质流动不稳定性的试验研究

在试验台架上进行了可视化试验和模型试验,对分离式热管蒸发段工质流动的规律和工质流动的不稳定性进行了试验研究。可视化试验结果表明,对于小倾角布置的蒸发段,随着热流密度的增加,流型依次是泡状流、弹状流、波动泡沫状流;分离式热管蒸发段工质流动出现了流型转化型和密度波型两种不稳定性流动。通过模型试验确定了压力、质量流速、入口过冷度、热流密度、出口节流阻力等因素对不稳定性的影响,得出了流型转化型和密度波型不稳定性的界限。利用一维均相模型给出了计算不稳定性起始条件的无因次方程。

小型轴向槽道热管蒸发段换热系数的研究

通过试验的方法对直径为6 mm,长为210 mm的小型轴向槽道热管蒸发段换热系数进行研究,并得出计算模型。热管管内工作介质为水,蒸汽饱和温度分别为40、50和60℃。通过测定,得出在水平工作状况下,热管管内汽化换热系数受传输功率、温度差和饱和蒸气压的影响不大;汽化形式以蒸发为主;并且通过半理论分析和试验的方法得到在试验条件范围内,热管蒸发段换热系数基本稳定在30 500 W/(m2.℃)±25%。

重力热管蒸发段气液分布形式与换热能力分析

重力热管传热性能主要取决于蒸发段内液膜与液池的分布形式和换热过程。提出了许多液膜和液池换热机理与其影响因素之间的经验关联式。利用其中较完善的理论结果,总结了两者的换热机理分布图,通过计算传热系数的比值,发现在满足管内气液循环条件下,增加蒸发段内液膜段长度可以提高热管传热性能。

蒸发段长度与充液量对高温钠热管启动过程的影响

通过对 7根结构参数不同、充液量不同的高温钠热管进行实验研究 ,给出各种情况下高温钠热管启动过程中温度随时间变化曲线 ,分析了蒸发段长度的变化及充液量的变化对高温钠热管启动过程的影响。实验结果表明直径为 2mm ,长 1 0 0 0mm的钠热管 ,蒸发段长度为 5 80mm且充有 78～ 90 g左右的充液量 。

分离式热管蒸发段传热特性的试验研究

在研究分离式热管蒸发段流动特性的基础上，对其传热特性进行了试验研究，获得了一些重要的结论．文中着重分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜传热区的传热原理；根据试验数据回归整理了相应的换热系数无量纲准则关系式，计算值与试验数据吻合相当好；分别与大空间池沸腾传热和整体式热虹吸管热管蒸发段降膜区传热进行了比较，其结果为分离式热管的研究及工程应用提供了理论的依据．

分离式热管蒸发段充冷过程性能研究

建立了分离式热管蒸发段充冷过程的数理模型,分析了在不同热管介质入口温度下热管蒸发段管外冰层厚度、热管介质出口温度、热管外蓄冷介质温度、单位时间蓄冷量以及总蓄冷量随时间的变化关系,研究结果表明,在热管蒸发段长度和管径一定的情况下,降低热管介质入口温度可以提高热管蒸发段单位时间蓄冷量、减小热管充冷时间。

热虹吸管蒸发段强化沸腾传热研究

通过对热虹吸管蒸发段强化传热进行可视化实验研究并对其结果进行分析讨论 ,在此基础上建立了热虹吸管蒸发段强化传热物理模型 。

分离式热管蒸发段传热特性的数值研究

分离式热管蒸发段中发生的传热过程可看作是管内流动沸腾传热,由于流动沸腾传热过程的复杂性,使用传统的实验方法进行研究会造成许多不便。针对分离式热管蒸发段建立了传热数学模型,通过Matlab编程,数值模拟分析了以R22为工质时,蒸发段管径和热流密度对摩擦压降梯度、工质温度及沸腾传热系数的影响。数值模拟结果与试验结论一致,证明了所建模型的正确性,对分离式热管的研究具有一定的指导意义。

分离型热管蒸发段流动特性和传热特性的试验研究

对分离型热管管内蒸发段流动特性和传热特性进行了试验研究 :在保证热管工作效率及安全性的前提下 ,分离型热管蒸发段工质流动形式除单相液流和泡状流 (低热流密度时为弹状流 )外 ,在蒸发段上部约有 42 %～ 50 %的不稳定飞溅降膜区 ;合理充液率随热流密度的增加而减少 ;随着热流密度的增加 ,核态沸腾区及飞溅降膜区的换热系数均增加 ,蒸发段总换热系数也增加。

分离式热管蒸发段传热特性的研究

在研究分离式热管蒸发段流动特性的基础上 ,对其传热特性进行了系统的试验研究和理论分析。着重分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜传热区的换热原理 ;根据试验数据回归整理了核态沸腾传热区和飞溅降膜传热区的换热系数无量纲准则关系式 ,与试验数据吻合较好 ;并将它们与其它关系式进行了比较 ,得出了有用的结论 。

冷却水流量对蒸发段上移的三相闭式重力热管传热性能的影响

本文将流化床换热防垢节能技术与两相闭式重力热管相结合,设计并构建了蒸发段上移的铜/水-碳化硅三相闭式重力热管.分别采用水和碳化硅颗粒作为液相和固相工质,考察了冷却水流量(50~75 L/h)、充液率(15%~30%)和加热功率(100~300W)等操作参数对闭式重力热管传热性能的影响.研究结果表明,碳化硅颗粒的加入可以明显地降低蒸发段上移的闭式重力热管的总热阻,强化传热.实验范围内,总热阻减少率最大为33.8%,相应的充液率为FR=20%,加热功率Q=200W,冷却水流量W=100 L/h.在较低的冷却水流量下,两相和三相闭式重力热管的总热阻随着冷却水流量的增加明显减小,然而,随着冷却水流量的进一步增加,总热阻减小的幅度降低.加热功率较低时,三相闭式重力热管的总热阻随充液率的增加先减小,后增大;加热功率较高时,总热阻随充液率的增加呈现出波动的趋势.构建了操作参数对总热阻减小率影响的三维图.研究结果有助于促进三相闭式重力热管的工业应用.

小型轴向槽道热管蒸发段的换热系数

通过试验的方法对直径为6mm、长为210mm的小型轴向槽道热管蒸发段换热系数进行研究,并得出计算模型.热管管内工作介质为水,蒸汽饱和温度分别为40℃、50℃和60℃.通过测定,得出在水平工作状况下,热管管内气化换热系数受传输功率.温度差和饱和蒸气压的影响不大.气化形式以蒸发为主.并且通过半理论分析和试验的方法得到在试验条件范围内,热管蒸发段换热系数基本稳定在30 500x(1±25%)W/(m2·℃).

核电安全壳中分离式热管蒸发段流动沸腾模拟

为了提高核电安全壳固有的安全性,设计了一种使用分离式热管的核电站安全壳非能动冷却系统。采用计算流体力学(CFD)方法对内径为80mm的大型分离式热管蒸发段的流动沸腾行为进行了模拟,两相流模拟采用流体体积函数(VOF)模型,得到了蒸发段管内流体的流型以及不同因素对蒸发段管内传热的影响。结果表明:不同倾角布置情况下管内流型不同;外部对流传热系数与外部流体温度是影响传热系数的主要因素,总质量流量对传热系数影响不大,蒸发段倾角对换热效果有一定的影响;分离式热管蒸发段采取50°～80°倾角布置时,换热效果较好。

核电安全壳内分离式热管蒸发段管束流体流动传热模拟

为了提高核电安全壳固有的安全性,设计了一种使用分离式热管的核电安全壳非能动冷却系统。采用计算流体力学方法对内径为?80 mm的大型分离式热管蒸发段管束内的流体流动与传热特性进行了模拟,得到了蒸发段管束内流体的流型以及不同因素对蒸发段管束内换热的影响。数值模拟结果表明,大型分离式热管蒸发段管束中流体的主要流型为混搅流;管内的汽泡带动液态水向上流动,部分液态水回流并冲刷壁面,换热管中心的流体流速要大于管壁附近的流体流速;在蒸发段倾角为50°～90°时,倾角越大换热效果越好,管间距取管径的1.75～2.25倍时,管间距越大换热效果越好。

空调用环形热管换热器蒸发段管内对流换热系数研究

以管内沸腾换热机理为基础,建立了一个空调用环形热管换热器蒸发段内部对流换热系数的分析模型,并结合实例进行了理论计算,计算结果表明:所提出的分析模型可较好地用于空调用环形热管换热器的传热计算.