基于热力学第一定律的热交换器能效评价指标

随着国家绿色低碳政策的推行,热交换器的能效评价越来越重要。基于热力学第一定律,对热交换器能效评价的典型方法和评价指标进行了梳理,分析了各评价方法和指标的特点,评价方法主要聚焦于传热系数、压力降、热负荷、换热面积等因素。对于制冷系统、供暖系统及液-液无相变换热场合,工质物性和热交换器型式比较单一,能效指标和能源效率两种评价方法均提出了明确的能效划分等级。对于炼油及化工行业,介质物性复杂、热交换器型式多样,很难采用单一方法进行能效评价。在实际应用中,建议针对特定工位、同类型结构型式,对传热性能、压力降以及单位面积换热量进行综合比较,得出对生产运行具有指导意义的能效评价结果。

粮食烘干机管壳式换热器传热仿真与性能分析

为提高粮食烘干过程中的能量利用率,建立基于薄层传热规律的管壳式换热器的仿真模型,以研究管程和壳程出口温度随入口参数的变化规律。烟气通过管程进入换热器,由于折流板的阻挡作用,在管程内呈现S形流动,流速和温度变化均匀,有利于传热。烟气的出口温度随着烟气的入口流速增大而升高,随空气入口流速的增大而降低;空气的出口温度随着空气入口流速的增大而降低,随烟气入口流速的增大而升高;传热系数随着烟气和空气入口流速的增大而增大。为适应不同种类谷物的烘干需求,建立了空气出口平均温度随入口参数变化的幂指数回归预测方程,该方程可以用于预测烘干机换热器的输出温度或指导换热器的设计。

四对角喷管外向辐射角系数的数值模拟

研究了四对角喷管复杂几何体系幅射角系数的数值计算方法，并给出部分典型计算结果。基于两种坐标系和坐标变换的这一计算方法具有计算工作量小，代码效率高的优点，为小间距四发动机并联推进变轨飞行方案热可行性分析作好了准备。

提高翅片管式换热器热力性能的方法

对翅片管式换热器结构进行了优化设计和改进,并采用TESCOR平台———换热器性能实验台对改进前后的换热器的热力性能进行了测试。提出了强化翅片管式换热器换热性能的两种方法:一种是将低温工况下易结霜的换热器(蒸发器)翅片管设计成变间距翅片结构,使其既增加了管内翅片的传热面积,又提高了管内气流的流速;另一种是将空调工况下的换热器的等螺距内螺纹管设计成变螺距内螺纹管,以增加管内气流的扰动,提高传热系数。并对用这两种方法改进后的换热器的热力性能进行了计算,结果表明,其传热系数分别提高了9.8%和3.82%。

场协同原理在强化换热器传热中的应用与分析

以提高翅片管式换热器的换热性能为研究对象,根据场协同原理(在相同的速度和温度边界条件下,对流换热的性能取决于流体速度场与热流场协同的程度),将换热器的基管由圆管改为椭圆管来提高换热器的换热性能。计算结果表明,其换热系数提高15%,阻力系数降低18%,对强化换热器的热力性能有一定的参考价值。

强化翅片管式换热器换热性能的方法及应用

通过两种不同的方法改进应用在不同场合的翅片管式换热器的结构,进而提高其换热性能:一种是将低温工况下易结霜的换热器设计成变翅片间距,一种是将空调工况下的换热器设计成变螺距内螺纹管。通过热力计算及实际系统使用,得出传热系数分别提高了9.8%和3.82%。

对GB/T 151《热交换器》有关内容的再商榷——并联系JB 4732(2005)附录Ⅰ的相关内容

浮头式热交换器设计原理除管、壳间不存在约束外和固定管板式换热器相同,都按弹性基础圆平板理论设计,为此而应先假定管板厚度并按迭代法实施。对GB/T 151和JB 4732换热管加强系数K值中直径D的表述,对其a型结构的规定可以不假设管板厚度,直接由所规定管板计算厚度公式和系数C简单求得的根据等再次提出商榷。

梭式窑高温空气燃烧系统高效换热器的换热性能计算

本文对梭式窑高温空气燃烧系统进行了设计,按照设计构建实物进行实验,利用实验数据计算了高效换热器的换热性能。在窑内温度分别为:871、895、905℃,换向时间分别为:30、50、70s时,系统的总换热系数分别为28.8、28.9、28.9W/(m2·℃),理论节能率分别为:27.7%、26.6%、26.2%;在窑内温度为1203℃、换向时间为30s时,系统的总换热系数为:30.5W/(m2·℃),理论节能率为23.7%。

基于E语言的管壳式换热器设计

管壳式换热器的传统设计过程计算工作量大、效率低。文中在Windows环境中,以E语言为平台,开发管壳式换热器的设计软件,包括工艺设计、热力校核和压降校核,界面友好。计算实例结果表明,所设计换热器的结构和压降都在合理范围内。软件可供工程设计或教学使用,也可为后续换热器的优化设计提供参考。

泵用机械密封小型冷却器的工艺设计

在API682泵轴封系统中使用的小型冷却器,属螺旋管管壳式换热器,需要根据使用条件进行工艺计算,主要是根据给定的设计条件估算换热面积,从而进行冷却器的传热系数校核,计算出实际的换热面积,最后进行螺旋管内阻力和壳侧阻力计算。

导热油管内强制对流换热系数的计算

以一种常见导热油为例对有机热载体锅炉的对流受热面传热系数进行计算分析。

核电厂化容系统再生换热器换热性能研究

管壳式换热器作为核电厂最重要的热量传递设备,其传热特性复杂,传热特性受众多变量影响,以化容系统再生换热器为例,建立了主管壳式热换热器计算模型,利用Matlab软件编制计算程序,并与ASPEN软件进行了对比,计算结果表明该模型能够很好地预测换热器冷/热侧不同入口条件下换热器的管侧/壳侧出口温度、总体传热系数及热负荷。同时通过该模型还能够得到换热器总体传热系数和热负荷与换热器冷热侧流量的三维变化曲面图,该计算结果可以作为系统计算及事故分析计算软件中换热器模型的数据库,提高系统计算及事故分析计算的准确性。

热力系统最佳效率输出功率与两换热器优化方法

本文介绍了外不可逆内可逆循环热力系统的输出功率、效率、工质等效吸/放热温度,吸/放热率与高/低温换热器总传热系数比值的关系,给出了无量纲的关系式和功率-效率关系图,以及在选定最佳效率后提高输出功率与增加总传热系数比值关系的作图设计法,为优化传热与热力循环耦合的热力系统优化设计和运行调节提供了理论参考。

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。

建立板式换热器传热准则方程方法的对比

介绍了在板式换热器热工性能测试中,建立传热准则方程式的方法。比较了各种方法的适用性,等流速法、修正威尔逊法、定性雷诺数法、等传热系数法均适用于板式换热器传热准则方程的建立,等流速法适用性更优。