环形热管蓄冷保温箱空载均温性能研究

针对传统蓄冷箱箱内温度均匀性差的问题,提出环形热管结构蓄冷保温箱的设计,建立了空载均温性能的三维数值仿真模型,并进行了试验验证,对比分析了环形热管保温箱与常规结构蓄冷保温箱蓄冷板不同布置方式(四周布置、侧面+顶部+底部布置、中间布置)保温时间和温度均匀性的差异。结果发现,与常规结构蓄冷箱相比,环形热管结构的蓄冷保温箱的温度场、速度场均表现出较好的均匀性,其温度不均匀度为1.13,保冷时间为23 h。内部的环形热管在箱内形成环形流场,加强了对流换热,使整体温度均匀性更好。

涡发生器强化环形翅片管束管外传热的数值研究

针对大型商用厨房排烟温度高、能源利用率低等问题,提出了一种大型商用厨房余热回收再利用系统,该系统以分离式热管换热器作为主要的换热元件。对热管换热器蒸发段环形翅片管束管外进行强化传热数值模拟,通过增添涡发生器来提升环形翅片管外的综合换热性能。研究表明:内八型摆放形式的矩形涡发生器,其综合评价因子相较于其他涡发生器和摆放形式更优,能更好地压缩管后低速回流区的涡旋,产生纵向涡,加剧冷热流体掺混,努塞尔数比环形光翅片提升了42%~58%,综合评价因子提升了16.2%~35.6%;涡发生器在环形光翅片上相对位置为极径14 mm,极角60°和75°时,管束的综合换热性能更好。

圆柱形环状脉动热管烧干特性

当前各个领域对高效、高均温性的散热需求日益提高,脉动热管以其传热效率优异、加热方式灵活、结构简单等优势,成为合适、有效的散热元件。本文提出并设计了一种圆柱形环状脉动热管,并通过实验研究了圆柱形环状脉动热管的烧干特性。实验选用无水乙醇、HFE-7200为工质,在90°倾角条件下,对30%、70%充液率的脉动热管进行了加热功率为100~200W的实验测试;在30%充液率条件下,对30°、45°、70°安装角度的脉动热管进行了加热功率为20~100W的实验测试,研究了圆柱形环状脉动热管在不同弯头处的烧干特性。研究结果表明:倾角越大,圆柱形环状脉动热管在弯头处达到烧干时所需要的加热功率越大。当工质为HFE-7200,倾角分别为30°、45°、70°时,圆柱形环状脉动热管4个弯头处发生烧干状态的功率均为100W。

带纵肋环形烟管流动与传热试验研究

提出了一种新型的油田加热炉强化对流换热的烟管结构———带纵内肋的环形烟管,并对其进行了流动及对流换热的试验研究。

分离式热管换热器最佳工作状态的研究

基于对分离式热管加热段管内流动传热的理论分析，建立了由加热段管内环膜烧干点位置确定分离式热管最小充液量的理论计算模型，并经实验证实了其正确性。通过对分离式热管管内汽水动力循环的分析，探讨了分离式热管的最佳工作状态及其最佳充液量，提出了逐排计算分离式热管换热器充液量的方法，为设计与应用提供了依据。

环形偏心圆截面弯管内对流换热方程的建立及数值模拟

讨论了环形偏心圆截面弯管内的对流换热特性,并在此基础上建立了对流换热方程.同时采用数值模拟的方法分析了环形偏心圆截面弯管内的流场分布.

环形热管蓄冷保温箱的模拟优化与实验研究

目的解决蓄冷冷链运输中存在的温度波动大、均匀性差等问题。方法文中提出通过环形热管来优化箱内温度场均匀性的方案,以柠檬为实验材料,采用FLUENT数值模拟软件对不同环形热管结构下柠檬保温过程进行仿真,并对4层环形热管模型进行实验验证,确定箱内温度分布规律。结果环形热管均对保温箱温度场均匀性有明显改善作用,4层环形热管与无环形热管的蓄冷保温箱相比,蓄冷保温过程结束时,不均匀度由1.71减少为0.83,降低幅度为51.46%,温度极差可由8.32℃减小为3.24℃,降低幅度为61.06%。顶部留出的空隙会出现环流现象,能一定幅度地减少有效蓄冷保温时间,增大温度极差和温度不均匀度。结论验证实验和模拟结果的温度偏差在1.25℃以内,说明建立的模型适用于该蓄冷保温箱的数值模拟。针对文中箱体结构,最佳热管环数为4层左右;其结果可为优化蓄冷保温箱的温度分布提供参考依据。

Nusselt数在弯管对流换热中的作用

在工程应用中,管内Nu是一个非常重要的物理量,它反映了管内流体与外界的热交换特性。Nu可以分为周向Nup和平均Nu,周向Nup反映了壁面每个点上对流换热的强弱程度,而平均Nu反映的是管道整体的对流换热特性。数值研究表明:Gr数,Pr数以及Dn数较小的情况下,环形同心圆管道的换热效率最高,而当以上三个参数较大时,负偏心距时的换热效率最高。不管参数如何变化,正偏心距情况下的换热效率都最低。

全玻璃真空管太阳能水蒸气集热系统实验研究

设计了一种使用全真空玻璃集热管、简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)集热板和金属换热套管组合的中温太阳能水蒸气集热系统.系统由60个集热单元串联而成,每个集热单元包括简化CPC集热板、全真空玻璃集热管和换热套管三部分,在全真空玻璃集热管和换热套管之间填充了一种高导热性能固液混合型导热介质增强其导热性能.研究了系统的集热性能和天气条件、集热单元级数等不同工况对系统集热性能的影响.实验结果表明:该系统能够获得200℃的高温蒸汽,集热效率达到0.332,表现出优异的集热性能,是一种有工业应用前景的太阳能水蒸气集热器,为将该高温太阳能集热器用于更广阔的领域提供了设计基础.

环型流热管传热性能的实验研究

针对热管的研究现状及当前医药食品行业的背景,本文对一种新型环型流热管的传热性能进行研究。基于环形流热管的工作原理,对环形流热管换热器的传热系数进行计算,在相同充注量及不同倾斜角的情况下,分别对两种冷热水进口温度的传热量及传热系数进行对比分析。分析结果表明,当充注量为40%,倾斜角为5°时,环型流热管换热最好,达到环型热管的最佳工作状态,充注量过多与过少以及倾斜角接近于竖直或水平都会降低热管的换热效果。该研究完全避免了交叉污染,满足无菌要求,有效降低了电能与蒸汽的消耗量,具有较高的实用价值,对我国能源发展战略规划具有重要意义。

环形均匀分布桩群应用螺旋埋管换热器的数值模拟

采用数值模拟的方法,研究了流体流速、进口水温、螺旋管管径、螺距4个参数对桩基埋管换热器出口水温和传热量的影响及周围区域土壤温度动态分布特征。结果表明:桩基埋管换热器的传热量随着流体流速的增大,先不断增大,当流速过大时,传热量开始减小;进口水温为32.5-35.0℃时,传热量与进水温度近似呈线性关系,提高进口水温,能够增大传热量;螺旋管管径32 mm的桩基埋管换热器的传热量比管径25 mm的大5.8%;500 mm螺距的桩基埋管换热器的传热量较300,400 mm螺距的分别增大1.7倍和1.2倍,换热效果大幅提高。

严寒地区提升热网供热量保证率改造方案

随着城市的快速发展,集中供热面积增长速度超过城市供热规划的建设步伐,导致热网的最低供热量保证率低于要求。文中通过实际案例,探讨了严寒地区在不改变现状热网容量的前提下,利用专业软件对该地区大规模环状管网进行水力工况计算,选取合适的管网互联方案,通过必要的改造实现联通,优化不同事故工况下的热负荷分配,提升整体热网的供热量保证率。满足相关规范的要求,有效保障供热安全。

伊敏露天矿同程供热管网改造方案技术经济比选

为了解决伊敏露天矿扩能新增热负荷后同程环状热力管网的热力平衡和水力稳定性问题,根据现场测试数据,提出6种热网改造方案,从安全、技术、经济、可行性方面进行了分析比选,给出了推荐方案。结果表明:通过部分供水母管、回水母管增容、局部热网分离措施的实施,彻底解决了热网中部流量不足和电厂分支短路问题,实现了该热力网安全高效运行。

集中热水供应系统设计探讨

介绍了集中热水供应系统热水定额的选择方法、常用热源的选择、系统单双管制的确定依据、不同热水管材的适用范围,并建议因地制宜的采用热水循环管道同程布置与配水管道布置成环的管道布置形式。

低温微肋管路快速预冷技术试验研究

为了指导运载火箭低温推进剂快速加注技术研制,探析了管路预冷反环状流型稳定性对加速预冷进程的作用机制,搭建了液氮管路预冷测试平台,采用光管和微肋管开展了变工况试验研究.结果发现:当雷诺数Re=5000时,微肋管可节约预冷耗时达60%,光管预冷最大换热热流为22 kW/m^(2),微肋管预冷最大热流达45 kW/m^(2).此外,微肋管预冷过程中管壁近似线性降温,微肋不会显著增大流动阻力.微肋管强化预冷的机理在于微肋结构可在反环状流气膜层内诱发径向分速度,对气液界面产生冲击,促使气液界面波动或液体撕裂,进而导致液体与壁面更早发生接触换热.当入口流量较高时,推荐采用肋间距较大的微肋管,在确保加速预冷的同时减小流动阻力.

TC4钛合金高效磨削加工用环形热管砂轮的研制

针对航空航天高强韧性难加工材料TC4钛合金在磨削加工中存在磨削温度高而导致工件表面烧伤的问题,提出利用热管换热技术冷却磨削弧区的新方法。分析了环形热管砂轮在加工中对磨削弧区的强化换热原理,并设计制作出能够用于磨削加工的环形热管砂轮,同时实现了对砂轮基体内环形管腔的密封、抽真空、精确注液与机械式真空封口。最后,在相同磨削工艺条件下,使用环形热管砂轮和无热管砂轮进行TC4钛合金缓进给深切磨削对比试验,验证了环形热管砂轮对磨削弧区温度的控制效果。试验结果表明:设计制作的环形热管砂轮在TC4钛合金高效磨削过程中可以有效降低磨削温度,避免工件表面出现烧伤。

径向高温热管中段加热传热特性实验研究

高温热管技术作为一种在超声速飞行器热防护、太阳能接收器传热等技术领域中的关键技术,存在着中段受热、双向传热的技术难题。本文设计制备了一种径向高温热管,对其在中段集中加热、两侧双向传热的工况下进行了实验研究。具体包括:1)对15%与30%充液率热管进行了变加热功率热性能测试,观察充液率及加热功率对热管双向传热性能的影响;2)对15%充液率热管在竖直及水平工作角度下进行了冷态启动测试,并结合高温热管冷态启动两区模型,对其双向传热冷态启动过程进行深入分析。结果表明:该径向高温热管在中段加热工况下,具有良好的冷态启动特性及传热特性,冷态启动过程与两区模型相符;加热功率及充液率的改变对热管双向传热性能影响明显。

倾角对环状热管蒸发器性能的影响

针对生产过程中低品位能量回收,设计了带有环状管蒸发器的不锈钢水工质重力型分离式热管,环状管由31.6 mm管径内管热水加热,环空间隙为15.0 mm,可视化地研究了26 kPa蒸发压力、0°~90°倾斜角度下多个充注率环状管蒸发器的壁温特性。结果表明:该类热管的环状管蒸发器运行时存在一高温区,随倾角增加而扩大;环状管内蒸发侧平均表面传热系数随倾角增大先增后减、再增大,与沸腾流型随角度发生转变有密切关联;与一些相似文献进行了对比,发现环状管蒸发器与普通重力型热管在换热性能均在10°~20°倾角达到极大值,而环状管蒸发器则在90°时达到了另一极大值。