圆筒状热交换器的结构设计分析与验证

现有燃气热水器受传统热交换器的结构限制,外形以长方形居多,形态较为单一。本文设计了一种具有弧形换热片的热交换器,以满足小空间、不同形态的燃烧换热需求,通过仿真分析,找出最优的换热片表面结构布局方案并对其进行做手板实验验证。结果表明:设计有导流孔、阻流板、导流板等结构的弧形换热片可更好地应用于异型热交换器结构,能得到更高的换热效率、更低的烟气排放,也为进一步提升热交换器性能、改变传统换热结构提供了设计参考。

基于圆柱热源模型的现场测量地下岩土热物性方法

在埋地换热器圆柱热源模型的基础上采用参数估计法建立了一套可用于现场确定土壤热物性的方法。结合地源热泵系统单井热响应测试实验,计算了地下岩土热物性参数,模拟了管内流体平均温度随时间变化规律,与实验值比较,发现该方法较线热源法更加接近实际。

基于圆柱源理论模型的U型埋管换热器的模拟研究

分析了圆柱热源（热汇）理论模型，运用圆柱源理论对太阳能．土壤源联合运行热泵系统进行连续20d运行的状况进行模拟，得出联合运行模式较单独土壤源运行模式节能8％～10％，可为圆柱源理论模型应用和太阳能-土壤源热泵运行模式的选择提供参考。引入“负荷集合”思想对圆柱热源（热汇）理论模型进行改进，使其适合于对土壤源热泵的全年运行进行模拟，模拟过程更为快捷。

地下土壤导热系数简化柱热源模型确定方法

在总结土壤热物性参数的各种测试方法和计算模型的基础上,提出简化柱热源模型,对G函数进行简化。计算结果与以往柱热源模型计算结果非常吻合,表明提出的简化柱热源模型及算法是可行和有效的,并且使计算过程简化,便于工程应用。

大型天然气一步法尿素装置国产化预设计简介

天然气一步法尿素（又称联尿）生产技术，我国已具备大型化条件。该设计１０００ｔ／ｄ尿素装置，吨氨天然气耗８５０ｍ３，能耗３０．５８ＧＪ；万吨尿素投资可做到～２０００万元。

叉排圆柱阵列自由段及顶端对流传热研究

叉排圆柱阵列是大型太阳能热电站换热器的重要结构形式。换热器内部不同区域具有不同的换热特性。文中研究了圆柱阵列自由端的流动及换热特性 ,推导出自由段和顶端的无量纲换热参数的拟合公式 ,运用多区域和连续模型模拟的结果与实验数据相符良好。

土壤源热泵地下换热器热阻模型的对比分析

本文基于经典的线源理论和圆柱源理论,求解了土壤源热泵地下换热器的各项热阻。结合热阻概念,建立热平衡方程求解了单位深度换热量。分析了系统运行时间、管内水流速、回填材料导热系数、冬夏季进口水温和岩土类型对热阻和单位深度换热量的影响,为地源热泵系统的优化设计提供参考。

基于实心圆柱面热源模型的岩土热物性测试方法

一维实心圆柱面热源模型比现有的线热源模型和空心圆柱面热源模型能更好地描述竖直地埋管换热器与周围岩土的的传热过程。利用一维实心圆柱面热源模型结合参数估计方法建立了一种可用于现场测量确定岩土热物性参数的方法。利用该方法对实际工程进行了测试分析,结果表明该方法得到的地下岩土热物性参数可信,可以用于工程设计。

钢管作圆筒的热交换器设计与制造

热交换器管束能否顺利穿入壳体,不仅关系制造的可靠性,而且更影响使用与维修。以一台浮头式冷却器在制造过程中发生管束难以穿进壳体为例,对钢管作壳体圆筒的热交换器设计与制造的相关问题进行了分析讨论,结果发现,为保证管束顺利装入壳体,不仅要注重折流板外径根据钢管实测最小内径确定,而且尚应根据钢管的实测最小内径确定相关元件如壳体法兰内径。较为合理的解决方案是,在热交换器设计时,壳体圆筒用钢管外径与壁厚一经确定,就应预先订购钢管并要求钢管厂给出钢管的实测最小内径值,而制造工艺也应对钢管实测最小内径值提出复验控制。

半圆柱空间梯式螺旋折流板换热器传热性能试验研究

电厂给水加热器中的过热蒸汽冷却段和凝结水冷却段以及逆流式U形管换热器都涉及半圆柱壳侧空间的传热。在数值模拟研究基础上,通过试验研究方法分析对比了半圆柱空间梯式螺旋折流板换热器不同导程或板间距的单斜板梯式螺旋折流板(SH)、双斜板梯式螺旋折流板(DH)、单折弯梯式螺旋折流板(FH)方案和弓形折流板(S)半圆柱空间换热器的压降、换热系数和综合性能。结果表明:在相同导程或板间距下,梯式螺旋折流板方案的总传热系数和壳侧换热系数均优于弓形折流板方案;其中单折弯梯式螺旋折流板FH-50方案的h_(o)和h_(o)Δ_(p)^(-1/3)_(o)比弓形折流板方案平均增大16.57%和15.58%,Δ_(p)_(o)比弓形折流板方案平均降低6.79%。

基于弹性分析的空分变负荷操作优化

针对空分装置变负荷过程的优化控制问题,提出用弹性分析对不同控制精度下的操作变量进行优化的方法。建立等价超结构换热网络模型用以描述多股流换热器,进而建立可用于操作分析的空分装置机理模型以准确描述空分变负荷过程。引入弹性指数表示关键操作变量的控制范围和精度,用柱形代数分解方法求解关键操作变量弹性边界的显式表达式,将复杂多变量非线性过程模型转换为多项式显式模型。提出基于弹性分析的优化命题,在此基础上进行空分装置操作优化。以空分氮气液化流程为例,建立流程模型并求解优化命题,计算结果证明该策略的有效性。

圆柱型翅片管换热器变工况传热性能模拟与分析

基于分排参数模型,本文建立了圆柱型翅片管换热器的性能仿真计算模型,对换热器的传热性能进行计算,并进行实验验证。结果表明:换热量的平均相对误差最大,为6.31%;出风干球温度的平均相对误差最小,为0.61%。计算所得各性能参数与实验值吻合良好。根据仿真模型,对不同制冷工况下的换热器进行计算,研究了循环风量、水质量流量、进风干球温度以及进水温度的变化对换热性能的影响。分析换热器的变工况特性可预测其非设计工况下的换热性能,并为换热器的运行工况调节提供依据。

圆形翅片管换热器计算模型与算法收敛性研究

本文以单排换热管为换热单元,建立了圆筒形翅片管换热器的分排参数数学模型,并提出采用二分法迭代求解换热方程组的数值求解方法,重点讨论了在对单排换热管进行迭代求解时出现的收敛性问题。本文提出两个迭代判据条件,并给出通过求解条件方程零点的方法确定迭代变量(各排换热管的进水温度)的下限值。对模型进行验证,结果表明各排换热管的进水温度迭代下限值是总进水温度的线性递增函数。在总进水温度较低的情况下,该方法可以避免迭代计算进入不合理区间,保证算法稳定收敛。

汽车尾气余热发电装置的圆筒式换热器仿真

采用圆筒式换热器结构,建立了用于温差发电的尾气通道模型,运用流体仿真软件ANSYS CFX对其与尾气的换热效果进行仿真,分析不同翅片厚度、高度及翅片个数对换热性能的影响。根据不同尾气速度下的模拟结果,确定了最佳翅片厚度、高度和翅片个数。计算结果表明,圆筒式换热器在减小尾气压降方面效果良好。

圆柱型直通表冷器数字化设计模型

建立了基于分排参数模型的数字化设计算法,以实现圆柱型直通表冷器的数字化设计与计算分析.模型在热力学、传热学的基础上,采用二分法进行迭代计算.利用建立的算法模型对不同制冷工况下的圆柱型直通表冷器进行设计计算,并与平面翅片管表冷器(总换热面积相等)的试验数据进行了比对分析.结果表明,对于循环风量和进出水温差一定的设计模式,标准工况下的圆柱型直通表冷器能提供更大的冷量;减小进水温度对换热影响作用不明显,而当提高进风温度,平面翅片管表冷器有更好的换热效果.计算同时得到了各排换热管的冷量分布规律,靠近进风、圆弧直径较小的换热管其换热性能更好,冷量更大.

基于圆柱源理论的热泵垂直U型地埋管模拟分析

基于圆柱源理论,建立了U型地埋管换热器传热模型,并进行了数值求解。计算结果表明,夏季U型地埋管换热器在给定进口温度和流量时,连续运行48h后,地埋管出口水温、壁面温度和单位延米换热量基本趋于稳定。单位延米换热量与热响应实验数据误差为3%,验证了模型的准确性。以某地区空调系统地埋管换热器设计为例,模拟分析了不同负荷特性下地埋管换热器的换热性能。模拟结果显示整个夏季运行中地埋管最大进口水温低于设定值37℃,满足机组运行温度要求,设计合理。可为实际的工程应用提供参考。

解析GB151不带法兰固定管板计算公式和图表

GB 151中对固定式热交换器管板设计计算方法是在JB 4732附录I的基础上进行简化而得到,为了设计人员手工计算方便,大部分计算公式以计算图表的形式给出,随着计算机发展和普及,以计算公式表示更精确实用(ASME规范中给出计算图表和计算公式),到目前为止没有看到公开资料给出管板计算方法图表的公式;通过对固定式热交换器管板模型简化和理论推导,给出管板计算方法图表的计算公式,通过特例计算验证了推导的公式的正确性。未说明的符号和单位与GB 151和JB 4732附录I相同,并提出一些部分的修改意见。

套管式地埋管换热器传热模型研究

传热模型是套管式地埋管换热器设计和模拟的重要依据,现有套管式地埋管换热器传热模型存在精度低或计算时间较长的问题。提出了一种新的套管式地埋管换热器传热模型:采用热阻热容模型分析钻孔内的二维(径向和轴向)传热,采用无限柱热源模型分析钻孔外的一维(径向)传热。将该模型应用于一个分布式热响应测试,并将模拟结果与实验数据及其他模型结果进行了对比。结果显示,该模型的计算结果与实验结果吻合较好,所计算的短时间内的流体温度分布及进出口流体温度具有较高的精度。

板翅式换热器接管封头连接部位开裂探讨

本文采用有限单元法对合成氨装置空分工段引进的切换式换热器上封头和接管连接部位进行应力分析、疲劳计算。经过计算发现该部位 ,如果只校核单个设备 ,强度无问题 ,但由于 3个设备捆在一起引起附加应力 。

解析GB 151管板延长部分兼作法兰固定管板计算图表

GB 151中对固定式热交换器管板设计计算方法是在JB 4732附录Ⅰ的基础上进行简化而得到,为了设计人员计算方便,大部分计算公式以计算图表的形式给出,随着计算机发展和普及,以计算公式表示更精确实用(ASME规范中给出计算图表和计算公式),到目前为止没有看到公开资料给出管板计算方法图表的公式;对管板延长部分兼作法兰固定式热交换器模型简化和理论推导,给出管板计算方法图表的计算公式,通过特例计算验证了推导的公式的正确性。未说明的符号和单位与GB 151或JB 4732附录Ⅰ相同,并提出一些修改意见。