热交换器换热结构对生成水垢的影响研究

热交换器是燃气热水器的核心部件之一,然而由于个别区域水质偏硬的问题,加之热交换器在长时间使用后,换热直管内侧容易生成水垢。本文根据水垢生成的机理,对热交换器生成水垢的原因进行分析,并通过仿真分析和实验对比不同的热交换器换热结构,对水垢产生的影响,提出一种可以减少水垢生成的热交换器设计方案。本文的研究结果为热交换器的优化设计提供了新思路和技术支持,使之能够更加可靠、高效地运行。

换热器智能布管CAD系统的开发

为解决换热器布管设计过程中难度大、工作量大的问题,开发设计了换热器智能布管CAD系统,本文介绍了设计的程序结构、功能和特点,通过本系统进行布管,达到了布管速度快、精度高、运行稳定的目的。

热渗耦合下的地埋管换热器管群排列方法研究

为了确定地源热泵工程中地埋管换热器管群的最优排列方法和管间距,建立了热渗耦合下的地埋管换热器管群三维传热模型。利用Fluent软件通过数值方法模拟了不同排列方法、不同管间距下的换热器出水口温度,着重研究了存在地下水渗流时管群排列方法对换热能力的影响,并且提出了管群单位面积换热量这一评价指标。研究结果表明,叉排管群的换热能力要高于顺排管群,地下水的渗流作用使之更加明显。无论是叉排还是顺排,管群的换热能力都和地下水渗流方向密切相关。

中浅层地埋管换热器负荷不平衡率承载能力影响研究

埋深较传统浅层地埋管更深的新型中浅层地埋管换热器可承载更大的冷热负荷不平衡率,拓宽了地热能的应用范围。为了探索不同设计参数影响下中浅层地埋管换热器的长期运行性能及负荷不平衡率承载能力大小,基于开源数值模拟平台OpenGeoSys建立了考虑管网特性的三维数值计算模型并开展了相关研究。研究结果表明,不同规模中浅层地埋管管群中换热器的负荷不平衡率承载能力有所不同,单根换热器的最大负荷不平衡率为56%;而位于管群边缘位置的换热器的负荷不平衡率最大(60%),位于管群中心的换热器的负荷不平衡率最小(45%),这说明冷堆积现象对中浅层地埋管换热器的负荷不平衡率承载能力具有较大影响。因此,在实际运行过程中可以通过关停部分管群中心位置的中浅层地埋管换热器来避免管群整体运行性能的降低。3种不同排布方式下,中浅层地埋管换热器的负荷不平衡率介于53%~58%,其中,交错排布下换热器的平均最大负荷不平衡率最高,因此,在实际应用中建议采用交错排布进行布置。研究表明,提出的新型中浅层地埋管换热器具有更大的负荷不平衡率承载能力,十分适用于建筑冷热负荷不平衡地区,相关结论还可为中浅层地埋管换热器的设计提供依据。

换热器仿真模型建立及风速均匀性分析

利用流程矩阵建立适用任意流路连接方式的翅片管换热器稳态性能仿真模型并且模拟换热器在干、湿工况下的性能。在有分支流路的情况下,采用流量自适应方法调节各支路流量并平衡各支路压降。模型中采用预测性能好的Gungor和Shah换热关联式和Müller-Steinhagen and Heck压降关联式,换热器空气侧考虑翅片不同形式而选取不同换热关联式以提高仿真模型精度。该模型仿真结果与文献中数据进行对比并模拟分析风速均匀性的影响。结果显示仿真程序预测的沿程管壁温度变化趋势和实验值一致,换热量误差在±10%以内,压降误差在±20%以内。在风速均匀和非均匀的条件下进行仿真计算,结果显示在非均匀风速条件下的换热量要小于均匀风速条件下的换热量,并且非均匀风速条件下的模拟结果与实验结果吻合度更高。

套管对接焊缝的X射线检测

介绍了蒸汽发生器用套管式换热器中套管对接焊缝的X射线检测工艺,进行了底片黑度差和检测结果分析,通过控制透照参数,透照布置来控制黑度范围。实践表明:进一步改进和完善工艺可以把底片质量控制得更好。