WNS微过热蒸汽锅炉的设计与优化

针对WNS微过热蒸汽锅炉运行中存在的问题,通过改变过热器受热面的结构型式、调整过热器的布置位置、增加外置式汽水分离装置、采用饱和蒸汽调温等措施,确保锅炉过热蒸汽温度达到设计值。

空气横掠叉排三维外肋管束换热及流阻特性的实验研究

对由重庆大学研制开发的新型三维外肋管叉排管束的换热及流动特性进行正交优化实验研究。实验结果表明 :与光管管束相比 ,在Re=2 90 0～ 1 40 0 0范围内 ,三维外肋管束的换热系数增大了 1 .5～ 2 .5倍 ,阻力增大了 1～ 3 .5倍。对实验数据进行逐步回归 ,得出了实验条件下的换热及流阻的准则方程式 ,并对肋几何参数对换热及流阻的影响进行了分析。

基于粒子群算法的内外翅片管换热器优化

粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,简称PSO)是一种新型的优化算法,今把PSO应用于内外翅片管换热器的结构尺寸优化,建立了物理数学模型,开发了C++程序。把体积作为优化目标函数,以换热面积和压降作为约束条件,对管子横向间距、纵向间距、管排数、外翅片间距、换热器在与热气流垂直方向的长度进行了优化,并与利用遗传算法的文献结果对比:在相同的设计参数和相同的优化变量搜索范围条件下,体积减小9.5%,重量减轻16%,优化计算时间减小一个量级,PSO应用于换热器优化设计优于遗传算法。

R134a外螺纹管水冷冷凝器研究

采用一种新的冷凝换热模型,对R134a外螺纹管水冷冷凝器进行研究。通过样机设计,并在多功能焓差室标准工况下进行试验,由试验数据反推外螺纹管水冷冷凝器的管外平均冷凝换热系数。通过比较发现,冷凝换热系数的模型计算值比试验值大15%。

三维矩形外肋管流动传热特性数值模拟

在换热过程中,由于空气等流体侧换热系数较小,为了增大换热系数,提高换热效率,一般选用肋片式换热器来实现换热目的。据此,本文利用流体分析软件Fluent研究矩形外肋管的流动传热特性。矩形外肋管的肋片结构对换热性能影响较大,本文研究了矩形外肋管的肋片数量和高度对换热系数的影响。结果表明,随着肋片数量的增加,换热系数增大,当肋片数量增大到一定的程度,换热系数变化不再明显,趋于平稳;随着肋片高度的由20 mm增加到40 mm,换热系数稳定升高,但高度为10 mm时不满足次规律。肋片数量为16高度为10 mm,此时换热系数最大,换热效果最好。本研究对矩形外肋管的研究有一定的指导和参考意义。

三维外肋管的自然对流换热特性的实验研究

对由重庆大学研制开发的新型三维外肋管的自然对流换热特性进行了实验研究。实验结果表明:在Ra=2000～10000范围内,自然对流换热条件下三维外肋管试件1、试件2的换热系数分别是光管的1.3～1.6倍和1.5～2倍。对实验数据进行逐步回归,得出了实验条件下自然对流换热准则关系式,并对肋几何参数对换热的影响进行了分析。

外加厚油管加厚端常见质量缺陷及分析

总结了外加厚油管加厚端常见表面质量缺陷的类型,包括:外表面凸棱、结疤,端头耳子、凹槽,内表面环状凹坑等;并分析了缺陷的产生原因。分析认为:通过降低夹紧力可减小外加厚油管加厚端的凸棱厚度,而选取合适的镦粗力、调整加热温度和时间、改善润滑冷却效果,可减少端头耳子、内表面环状凹坑和外表面结疤等缺陷的出现。

叉排三维外肋管的传热特性

以纯净水为换热工质,空气为换热气体,搭建了换热实验台。对光管和叉排三维外肋管进行了传热实验研究。详细介绍了传热实验台的搭建以及实验步骤,并为求解传热系数进行了理论模型的推导。结果发现,由于叉排三维外肋管的特殊结构,相同条件下其传热系数是光管传热系数的3.1倍左右。对光管和外肋管的传热系数进行线性拟合,得到了各自的换热关联式,为叉排三维外肋管的工业应用提供了参考。最后对实验数据进行了误差分析,实验数据可信。

梯形螺旋外肋管管外强化传热性能研究

为研究梯形螺旋外肋管(TSEFT)强化传热效果,建立了其管外周期单元流道模型。在雷诺数10000≤R e≤24000范围内,通过数值模拟研究不同参数对其流动传热以及阻力性能的影响。研究表明:梯形螺旋外肋改变了流体的流动状态,从而扰动边界层使其不断脱落,达到强化传热的效果。随着肋高e与底宽b的增大,顶角α与螺距p的减小,梯形螺旋外肋管的传热系数与压降均相应增加。在低雷诺数区域,梯形螺旋外肋管综合性能普遍优于圆形外肋管,综合换热因子最大可以达到1.42。利用多元线性回归拟合了梯形螺旋外肋管管外流动传热与阻力计算关联式,为该类换热管的工程应用提供了设计依据。

R245fa在低肋管管外沸腾换热的试验研究

针对R245fa工质在大型蒸发器中低肋管的管外沸腾换热性能开展了试验研究。根据蒸发压力分别在0.88、0.78和0.68 MPa时的试验结果,通过威尔逊图解法得到相应的传热关联式,并将结果与文献进行比较。试验结果表明,在热流密度约23 000~32 000 W/m^(2)时,R245fa管外沸腾传热系数可以达到11 000~18 000 W/(m^(2)·K)。在实验条件范围内,管外传热系数随蒸发压力的升高而增大,随热流密度的增大而增大,相对于文献中光管的传热系数预测值的强化倍率约为2.800倍。此外,还给出了低肋管管外沸腾换热的传热关联式,以及Cooper关联式和Gorenflo关联式用于低肋管时所需增加的修正系数。

壳管式吸附床传热特性及其强化传热研究

为了实现吸附制冷系统连续工作,在分析国内外系统循环方式的基础上,建立了多发生器系统.对吸附制冷系统的能量需求进行了计算,着重研究了吸附床的显热在总热量中所占的比例,通过外加肋片的方式减小吸附床切换过程中的过渡时间,增加系统制冷量、提高系统运行效率.理论研究结果表明:低压蒸汽作为吸附制冷系统驱动热源时,系统的制冷效率可达27%,单位质量吸附剂的制冷量为172W/kg.