通孔型泡沫金属用于换热器的研究综述与展望

考虑到通孔型泡沫金属具有流通性强、导热性好、可塑性强,以及良好的吸音性、支撑性、轻量性等特性,将泡沫材料填充于换热单元和热源之间空隙的做法,被广泛地应用于换热设备。为了充分研究和深入开发利用通孔型泡沫金属在换热器中的潜在价值,对国内、外应用泡沫金属在换热器中的理论研究、数值研究及实验研究进行概述;鉴于固体导热性、流体传热性以及流体流动性是换热器中必须考虑且兼顾的3个特性,系统地梳理了胞体模型参数、介质流速、介质压降、对流换热系数等关键参数的协同关系;分析了泡沫金属胞体建模以及填充于换热器中的布置形式;用综合性能指标评价了泡沫金属传热与压降的关系式;提出了未来进一步研究的方向和建议。

涡轮叶片带肋直通道冷却结构参数影响数值模拟

采用RANS方法对带肋直通道进行数值模拟计算,分析多种几何参数(肋高、宽高比、肋错列距离)分别对带肋直通道流动和传热特性的影响。结果表明,当肋倾角为60°时,强化换热系数随着肋高的增加整体呈现上升趋势,随着宽高比的增加,综合热效率呈现先增加后下降的趋势,随着肋错列距离的增加,综合热效率呈现逐渐上升的规律,肋错列距离为15 mm时的综合换热性能最优,总体上来看,三种模型的换热效果差别不大。

经鼻高流量氧疗气道护理在高血压脑出血术后肺部感染中的应用

目的:探讨加温加湿经鼻高流量氧疗气道护理联合乙酰半胱氨酸雾化吸入在高血压脑出血术后肺部感染中的应用效果。方法:选择2022年10月—2023年5月收治的62例高血压脑出血术后非机械通气患者,随机分为对照组和观察组,每组31例。对照组采用氧驱面罩雾化器气道湿化护理联合乙酰半胱氨酸雾化吸入治疗,观察组采用加温加湿经鼻高流量氧疗气道护理联合乙酰半胱氨酸雾化吸入治疗。比较两组血气指标、气道阻力(Raw)、痰液黏稠度、气道湿化评分与舒适度评分,统计两组不良反应发生情况以及总满意度。结果:干预后两组动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))、Raw低于干预前,且观察组低于对照组(P<0.05)。干预后两组动脉血氧分压(PaO_(2))及血氧饱和度(SaO_(2))高于干预前,且观察组高于对照组(P<0.05)。干预后观察组痰液黏稠度情况优于对照组(P<0.05)。观察组气道湿化评分、舒适度评分及并发症总发生率低于对照组(P<0.05)。观察组满意度高于对照组(P<0.05)。结论:乙酰半胱氨酸雾化吸入联合加温加湿经鼻高流量氧疗气道护理可明显改善高血压脑出血术后肺部感染患者血气指标,降低痰液黏稠度,患者舒适度更高,不良反应更少,满意度更高。

具有通过流动的倾斜腔体的对流特性

为了研究通过流动强度与相对瑞利数r对对流斑图及其相关特征物理量的影响,在长高比Γ=20倾斜放置的矩形腔体中,设定倾斜角度为10°、普朗特数Pr=6. 99且均匀加热的条件下,对该流体进行二维数值模拟。结果表明:当通过流动与热作用共同作用,相对瑞利数一定,雷诺数Re对对流斑图作用明显,但对最大垂直流速wmax及努塞尔数Nu影响能力有限。当通过流动强度与热作用共同作用,雷诺数一定,相对瑞利数r对对流斑图结构、最大垂直流速wmax及努塞尔数Nu影响显著。

矩形截面多孔介质腔体中对流分叉的有限差分研究

利用有限差分方法并基于分叉理论计算了矩形截面多孔介质腔体中浮力对流的分叉结构；绘制出几种典型情形的流线图和等温线图；讨论了对流模式的转换过程；对于几种较低的模式的转换。

地下水人工流场能效增强技术在浅层地热能开发中的应用

中新天津生态城地处天津市滨海地区,区内地下水位高,地下水流动性差,地层上部80~100 m深度内地下水均为咸水,地层天然的热传导能力差,在一个供能期内地埋管向土层中散出的冷量/热量难以在短时间消散,造成冷量/热量在地埋管附近处持续堆积,使地源热泵系统能效降低。地下水人工流场能效增强技术可通过地下水流动将地埋管周围堆积的冷量或热量较为均匀地转移到整个地埋管区域土壤中,使地埋管间的浅层地热能被充分利用,增大换热温差,提高地埋管的换热效率,从而提高地源热泵系统的能效。

超临界直流锅炉蒸发受热面静态数学模型

基于超临界直流锅炉的运行数据,建立了炉膛蒸发受热面的静态数学模型,所给出的动量、能量微分方程和完整的IAPWS-IF97物性工业方程相耦合,并给出物性代数方程、动量和能量微分方程组成的混合方程组的求解方法,得到工质参数沿受热面流程的数值解。模型预测结果和试验数据吻合良好。该模型能够根据蒸发受热面的运行环境预测工作状态,确定工质分相点位置,可用于受热面的运行监测和诊断,指导超临界直流锅炉燃烧和汽温控制。

流体在带有狭槽管道中的流动

本文研究了流体流过带有狭槽的管道的流动问题,得到了流场中的速度分布规律。

水平地埋管换热器在防护工程内的应用研究

建立了地埋管换热器传热模型,并对模型的可靠性进行了实验验证。利用该模型,对埋设于围岩与岩土之间(即埋深为0.5m)的地埋管的换热和围护结构表面散热量进行了分析。定量分析了埋管深度、隔热层厚度、岩土种类对围护结构表面散热量的影响。

“三改联动”背景下空冷机组灵活高效改造新思路

为响应煤电机组“三改联动”政策,对某电厂亚临界330 MW空冷机组进行了综合节能提效、超高背压供热和提升灵活性的通流改造。改造后机组性能试验结果表明:机组纯凝工况经济性和低压缸效率得到了显著提升,并具备在供热期间维持54 kPa超高背压长期安全运行的能力,同时机组能满足低压缸切缸运行要求,并已通过40%负荷调峰能力测试,达到了通过一次改造同时提高机组安全可靠性、经济性、供热灵活性和深度调峰能力的目的,为同类型乃至更高参数机组的改造方案提供了参考,具有重要指导意义。

航空发动机“空-空-油”螺旋套管换热器夹层传热数值模拟

作为一种新开发的航空发动机涡轮叶片冷却装置,双层螺旋套管具有结构紧凑、传热高效、耐压和抗热冲的优异性能。对夹层特殊通道和内螺旋管的流动与传热进行了耦合数值模拟研究,获得了夹层通道的速度/温度分布及变化特点。结果表明,相较于螺旋结构,曲率与夹层厚度(以外内径之比表征)对传热有显著影响,螺距的影响可忽略不计。鉴于现有经验公式不足以预测螺旋夹层换热系数,根据模拟结果拟合得到了螺旋套管夹层的换热系数关联式,为螺旋套管热力设计提供了参考依据。

周期加热对倾斜槽道对流特性的影响

利用二维流体力学基本方程进行数值模拟,讨论了Pr=6.99的流体的对流斑图及其相关特性。在长高比Γ=40的倾斜放置的矩形槽道中,设定倾斜角度20°,左侧具有通过流动且底部周期加热。结果表明:周期加热与通过流动作用下,相对Rayleigh数一定时,Reynolds数增大对流强度减弱,Nusselt数减小,对流稳定所用时间先增长后缩短,槽道内最大垂直流速增大。Reynolds数一定时,相对Rayleigh数增大对流强度增强,Nusselt数增大,对流稳定所用时间增长,槽道内最大垂直流速增大,二分之一槽道高度处垂直流速增大。

基于传热分区的直流蒸汽发生器换热性能仿真

针对直流蒸汽发生器二次侧复杂的流动与换热过程,为准确研究其内热力参数空间分布规律,将其分为预热段、过冷沸腾段、饱和核态沸腾段、强制对流蒸发段、缺液段、过热段,基于分布参数法建立了直流蒸汽发生器一维均相流数学模型,并自主开发了可实现自动分段计算的直流蒸汽发生器MATLAB仿真程序。仿真结果表明,基于传热分区的模型能准确预测不同工况下壁温飞升的幅度、位置及各传热区域传热管的长度,得到直流蒸汽发生器工作恶劣区域。所得结果可为预防直流蒸汽发生器超温爆管等事故提供理论支持。

高压直流输电用饱和电抗器及接头发热问题研究

分析了饱和电抗器及接头发热的原因,提出了降低电抗器内部发热的方法,分析了接触电阻的影响因素,对改进措施进行仿真校核并进行了温升测试。

某300MW机组供热改造轴向推力计算模型

300 MW等级火电机组实施供热改造后,汽轮机部分通流级数承受压差改变,因此会对汽轮机转子的推力产生较大影响。为保证机组的安全,在改造前建立正确的力学模型,进行分析核算。文中以国内某300 MW机组由纯凝机组改造为回转隔板供热抽汽为例,介绍了供热改造后汽轮机推力计算分析模型。

新型70m^3全流通夹套PVC聚合釜的开发与应用

基于原有70 m3PVC聚合釜的传热性能和搅拌性能的测试和分析,提出了新型全流通半圆管夹套结构,夹套的传热面积增加14 m2,通过现场传热测试,在聚合釜容积不变的条件下,单釜的生产能力可提高30%以上。

一次扰动下直流蒸汽发生器动态换热性能仿真

考虑了缺液区的存在,将直流蒸汽发生器的二次侧相变过程划分为五个传热区域,采用分布参数法建立一维均相流模型,针对一次侧冷却剂入口条件变化的工况进行仿真,分析直流蒸汽发生器内的蒸干现象和一、二次侧参数的动态响应特性。仿真结果表明,当一次侧冷却剂的入口焓值下降5%时,出口蒸汽无法达到过热,预热段和核态沸腾段长度大幅增加,蒸干点后移9.14 m;一次侧入口流量下降,出口蒸汽过热度降低,蒸干位置最大后移约2.42 m。

小型压水堆螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力特性试验及数值模拟研究

螺旋管式直流蒸汽发生器(H-OTSG)因结构紧凑和换热效率高等特点被广泛应用于小型模块化反应堆。本文开展了在不同热功率下的全尺寸H-OTSG热工水力特性试验。稳态传热特性试验结果表明,随着功率增加,H-OTSG平均传热系数先增加后减小。流动不稳定性试验结果表明,随着功率增加,临界入口节流系数降低,即系统稳定性随着功率的增加而提高。开展了H-OTSG稳态传热特性和流动不稳定性的参数敏感性研究,结果表明在热功率较低时平均传热系数对管侧压力和壳侧入口温度不敏感;当热功率大于1.2 MW时,随管侧压力的降低和壳侧入口温度的升高,H-OTSG平均传热系数增加但也降低了系统的稳定性。本文还开展了H-OTSG热工水力特性的数值模拟,验证了一维程序SGTH-1D在预测H-OTSG稳态传热特性和流动不稳定性的准确性。

对链箅机“隔墙导流”的思考

近十年来,国内链篦机-回转窑球团工艺发展迅速,"隔墙导流"是该工艺中比较突出且被广泛应用的技术之一。本文在分析、总结国内若干条具有代表性的链篦机-回转窑球团生产线后,对"隔墙导流"技术进行了深入探讨,期望与业界同行交流,以利于我国链篦机-回转窑球团技术的健康发展。

钝体形状对无限宽平板内流换热的影响

利用计算流体力学(CFD)方法研究二维无限宽平板层流流动时钝体形状对平板强化换热的影响。建立并求解描述流场对流换热的二维Navier-Stokes方程组及能量方程,时间项采用二阶隐式离散格式。计算圆柱形、方柱形、三角形和折角形这4种典型结构对平板对流换热强化性能的影响规律。结果表明:采用三角形钝体结构时,平板的平均努塞尔数最大,流道内阻力系数也最大;流体绕过钝体后产生的大尺度涡脱落以及平板表面产生的二次涡是影响钝体强化平板对流换热的重要因素。