SCV蛇形换热管内超临界LNG传热特性数值模拟

LNG沉浸式汽化器在液化天然气接收站应用广泛,管内超临界LNG的传热特性对SCV运行有重要影响,为此,建立了单根蛇形换热管内LNG流动传热过程的数值计算模型。分析了管程压力、热通量、入口速度及物性变化对管内流体温度与局部传热系数的影响规律。计算结果表明,局部传热系数沿流动方向呈先增大后减小的趋势,并在准临界点附近达到峰值;由于二次流现象,传热系数在弯管处发生突变。在操作压力范围内,压力越大,局部传热系数峰值越小;热通量越大,局部传热系数峰值越早出现,峰值过后系数下降越快,出现传热恶化现象;而入口速度越大,局部传热系数越大,其峰值出现位置越靠后。该数值模拟结果可为LNG沉浸式汽化器的设计提供参考。

蛇形换热管内超临界甲烷传热特性研究

使用甲烷代替液化天然气(LNG),对超临界LNG在单根蛇形管内的流动与传热特性进行了数值模拟,分析了流体物性、进口速度、压力及壁温对超临界流体传热特性的影响。结果表明,表面传热系数的总体变化趋势与定压比热容随温度压力的变化类似,表面传热系数沿管程先增大后减小;而在远大于拟临界温度的区域,除弯管处由于二次流出现突变外,表面传热系数渐趋稳定。壁温、入口速度及压力都会对表面传热系数的峰值位置和大小产生影响。增大压力可以改善超临界区域传热恶化现象;进口速度对传热影响较大,随着进口速度增大,表面传热系数显著增加。

不同埋深水平蛇形地埋管换热器换热性能比较分析

本次采用热响应实验方法,在加热量相同的前提下,分别运行埋深为1.8m层和2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还分别建立了与实验工况条件一致水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,分别比较分析埋深为1.8m层和2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算工况和实验工况,发现数值计算结果与实验结果吻合较好,从而证明实验结果是可用的。比较实验工况下单独开启1.8m层和单独开启2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数进出口水温、土壤平均传热系数K随时间的变化,得出埋深为2.2m层的水平蛇形地埋管与土壤换热的换热性能远远优于埋深为1.8m层的水平蛇形地埋管的结论。

水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算模型与实验结果对比分析以及变系统加热量对水平蛇形地埋管换热性能的影响

采用热响应实验方法,在系统流量相同的前提下,改变热响应实验的加热量运行埋深2.2m层的水平蛇形地埋管系统。还建立了与实验工况之一条件一致的水平蛇形地埋管与土壤换热耦合数值计算模型,利用CFD软件求解,比较分析埋深为2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数值计算工况和实验工况,发现数值计算结果与实验结果吻合较好,从而证明实验结果是可用的。比较在相同流量不同加热量的实验工况下单独开启2.2m层水平蛇形地埋管与土壤换热数进出口水温、土壤平均传热系数K随时间的变化,得出一定的变化规律和参考数据。

烤烟房加热室热水蛇形管换热器设计及管内流场数值模拟

针对热水集中供热方式的烤烟设备,基于Fluent软件对烤房加热室内蛇形管换热器管内速度场、压力场和温度场进行数值模拟计算,得到热水在换热器管内的压力、温度和流速的分布情况,研究得出热水进口温度对换热器换热性能的影响。结果表明:随着热水进口温度升高,进出口温差越来越大,管内换热系数也随着水温升高而升高,换热效果越来越好,热水锅炉合适的供热热水温度取90℃-100℃之间最佳;且模拟的进口截面平均速度保持不变时,随着温度越高,模拟的出口截面平均速度会逐渐变大。

相变乳状液在蛇形管中的流动和传热特性

用正十四烷、复合表面活化剂和水制成O/W型相变乳状液作为相变蓄冷及传热介质,对其作为非牛顿流体和固液两相流的流动和传热特点进行了分析,通过测试得出不同浓度乳状液在蛇形管道中的对流换热Nυ数和摩擦系数,并给出了换热和阻力的无量纲关联式。指出了对这类特殊相变蓄冷材料作进一步研究的方向。

蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统实验研究

蛇形管蓄能型太阳能——空气源复合热泵系统结合了空气源热泵技术、太阳能利用技术和蓄能技术三者的优点,是一种高效新型的热泵系统。在搭建好实验台后,通过实验分析了该系统在常规空气源热泵供热模式、蓄冷模式、取冷模式、蓄能热泵供热模式、边蓄热边供热模式下的性能特性。实验结果证明蓄能型蛇形管太阳能——空气源复合热泵系统运行高效、安全、稳定可靠。

内燃加热式生物质气化炉设计

根据生物质气化原理,针对目前气化炉产气热值低和存在焦油的问题,设计了一种内燃加热式气化炉。内燃加热式气化炉优于已有的固定床气化炉、流化床气化炉;类似于下吸式固定床气化炉,热解气中焦油含量低;设置以热解气为燃料的内加热系统,减少了空气入炉量,提高了热解气热值。内燃加热式气化炉是将生物质气化与焦油的催化裂解集于一体,不需要再为催化裂解提供热源。

以R600A为工质的分离式热管的实验研究

对分离式热管的整体热量传递特性进行了实验研究。以蛇形翅片管作为冷凝段和蒸发段进行热管实验,探讨了蒸发器进风面风温及分离式热管蒸发器与冷凝器之间高度差、工质充注量对分离式热管的影响。实验表明,随着蒸发器进风温度的升高,蒸发器与冷凝器换热系数都是呈现先增大后减小的趋势。在冷凝端进风温度恒定为16.55℃、蒸发端进风温度低于60℃时,以R600A为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。加大充液率及增加蒸发器与冷凝器的高度差,分离式热管的传热能力均会得到提高。

采用油田伴生气加热的井口原油增温系统设计

针对油田伴生气浪费现状,研究设计了一套采用油田伴生气加热的井口原油增温系统。系统采用蛇形管换热器结构,具有体积小、热效率高等特点。设计选用了全自动燃气燃烧器和智能仪表出口油温控制器,可使该装置在无人值守的条件下长期可靠地工作。

生物质热风炉换热器传热性能数值分析及实验研究

以生物质热风炉为研究对象,搭建生物质热风炉实验台,控制空气入口速度为12~20 m/s,开展相关测试实验。采用Realizable k-ε湍流模型,速度和压力的耦合采用SIMPLEC算法,利用FLUENT软件计算得到换热器温度、速度、压力分布,将模拟结果与实验测试结果进行比较,误差在2%以内。结果表明:随着壳程空气流速的逐渐增大,换热器的壳程温差ΔT、压降Δp逐渐升高;对流传热系数、总传热系数、传热量和换热器评价指标η也逐渐增大。随着雷诺数增大,努塞尔数和传热因子逐渐增大。