管内旋流场综合性能研究进展

针对目前换热设备的强化传热和防除垢问题,介绍了管内插入物、表面凹槽以及复合强化传热等几种管内旋流技术。管内插入物可破坏流体边界层,实现在线自动防除垢和强化传热,但插入物本身易因磨损导致换热效率下降;表面凹槽技术可对管内外流体实现双向传热,流体阻力与其它技术相比较小,但制造工艺相对复杂;复合强化传热技术传热能力较高,可综合各种传热技术的优点,且综合性能要比单一技术要高。对以上几种主要管内旋流技术进行分析比较,并提出未来管内旋流技术的主要发展趋势将以复合强化传热技术为主。

空气-水蒸气流经扰流圈的冷凝传热强化

本文对含高浓度不凝组分存在条件下水蒸汽冷凝传热强化进行了机理分析和实验．结果表明，扰流圈能大大增加气液边界层的湍动强度，具有优越的强化传热、传质效果．在实验范围内，其冷凝传热膜系数是光滑管的１．９～３．５倍．

横纹管强化吸收器的传热传质实验研究

在吸收式热泵的吸收器中,利用LiBr水溶液为工质,对横纹管强化管外降膜吸收过程进行了研究。实验结果表明:影响横纹管传热强化的主要因素为LiBr水溶液喷淋密度、横纹管结构参数节距和槽深,各个因素对强化效果影响不同;与光管相比,横纹管的传热传质效果明显得到了增强,但是不同结构参数节距与槽深的横纹管,其强化传热传质的效果不同。在实验范围内,横纹管强化LiBr溶液吸收水蒸气的传热系数是光管的2.1—3.25倍,传质系数是光管的1.25—1.93倍。

高温熔盐在螺旋槽管内流动与传热的数值模拟

利用Fluent软件对高温三元熔盐在4种不同槽深螺旋槽管内流动传热进行了三维模拟,揭示了高温熔盐在螺旋槽管内强化传热的机理,分析了槽深、雷诺数Re对螺旋槽管传热性能的影响,并进一步对阻力性能进行研究。采用有限容积法对连续性方程、动量方程和能量方程进行离散,采用标准κ-ε湍流模型,用Simple算法求解压力和速度耦合关系。研究结果表明,螺旋槽管3的管内传热努塞尔数Nu模拟值与试验值随Re的变化趋势一致,最大误差为13.5%,且试验值均比模拟值大;在相同的Re下,管内Nu和阻力系数f随着槽深的增加而增加,传热强化效果越好,阻力损失也越大。

多向扰流强化换热管传热与阻力性能试验研究

为了获得电厂凝汽器运行工况下多向扰流强化换热管的传热与阻力性能,模拟凝汽器的运行工况,对多向扰流强化换热管在蒸汽凝结条件下的传热与阻力性能进行试验,根据试验结果得到了多向扰流强化换热管的传热与阻力计算公式.结果表明:与光管相比,多向扰流强化换热管具有显著的强化换热能力;在试验范围内,与采用光管的1号试件相比,采用多向扰流强化换热管的2号和3号试件的总传热系数分别增大约13.8%和14.8%,且螺距小的3号试件的传热性能更好;管壁螺纹增加了管内冷却水的流动阻力,2号和3号试件的沿程阻力比1号试件分别增大约8.7%和10.7%.

换热管内置开边槽扭带的阻力与传热特性研究

将21种不同结构参数的铝制扭带分别置入换热管进行冷态和热态实验,研究并分析了换热管内置开三角形边槽扭带的阻力和传热特性。实验结果表明,插入开边槽扭带后管内的流动阻力和传热系数都有较大的提高。通过多元线性回归分析,得到了相应的阻力系数关联式和换热系数关联式。由强化传热性能评价分析,得到评价因子Φ=1.05～1.35,证明了所研究的扭带具有强化传热的应用价值。

太阳能螺旋槽管相变蓄热器强化传热性能研究

针对太阳能利用过程中的蓄热储能问题及螺旋槽管换热器的优点,将螺旋槽管引入太阳能相变蓄热器中,并对蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。首先以光滑管蓄热器为例实验验证了该模拟方法和所用模型的可靠性,进而以螺旋槽管为水流管道、相变材料为蓄热介质,利用Gambit建立三维蓄热器模型,应用ICEM对几何模型进行网格划分,运用流体计算软件Fluent模拟计算螺旋槽管和光滑管相变蓄热器的蓄热过程,考察螺旋槽管的强化传热效果。模拟计算螺旋槽管蓄热器不同槽纹节距和槽深等结构参数对蓄热器蓄热过程的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明,螺旋槽管代替光滑管用于太阳能相变蓄热器,可有效提高相变蓄热过程中的对流换热强度和传热能力,缩短蓄热时间,在模拟范围内,得到的最佳螺旋槽管结构参数为节距p=7mm,槽深e=0.4mm。螺旋槽管传热性能良好,对其深入研究有望进一步改进相变蓄热器的设计方案。

螺旋复合型槽纹管的壳程流动和传热特性分析

针对一种由六头螺旋槽纹管和光管组合而成的新型螺旋复合型槽纹管,在10 000≤Re≤30 000的范围内,观察螺纹部分长度分别为0.1、0.2、0.3m时对壳程流体的流动和传热产生的影响。基于得到验证的数值模拟方法,研究不同Re下流体在壳程的流动情况,通过分析二次流的产生与消失过程,发现流体在壳程中流动的规律与螺纹部分长度无关。随着Re的增长,二次流变得更加剧烈,能有效强化传热,而螺旋复合型槽纹管引起的阻力损失也随之增大。

制冷换热器肋片管的强化换热实验研究

以制冷换热器常用的矩形平肋片管作为比校对象，对四种不同片型的肋片管在吸风式直流风洞中进行了空气外掠单排肋片管的对比性实验研究，得到了具有实用价值的结论。经实验证实：本文提出的双面Ｖ型槽肋片管，在最窄截面风速Ｗ＿（ｍａｘ）＝３．５ｍ／ｓ～８．５ｍ／ｓ的范围内，其平均当量换热系数比平肋片管提高了１１．３％，是一种换热性能良好的。

立管冷凝强化传热研究的进展

立管冷凝强化传热技术是利用Gregorig效应在凹槽的顶端产生薄膜冷凝 ,并通过凹槽有效地排液 ,从而达到强化膜状冷凝换热的目的。为此 ,对波形曲面凹槽管、垂直余弦形沟槽管、V形纵槽管、垂直光管设置纵向金属丝、立式螺旋槽管和小螺旋角的内外螺旋三角翅片管在强化冷凝换热方面研究的进展作了概述 ,并介绍了制备低表面能合金材料以实现稳定滴状冷凝的冷凝换热强化新技术。最后指出 ,立管冷凝强化传热技术在电站的立式加热器中应用 ,可以较大幅度地提高给水温度 。

凝汽器强化换热管的研究与应用

综述了螺纹管、横纹管、多向扰流强化换热管的研究及应用现状,重点讨论这三种强化换热管传热与阻力性能、结垢性能、力学性能等,指出不锈钢多向扰流强化换热管具有传热系数高、抗腐蚀、抗结垢、抗振的特点,在凝汽器中具有广阔的应用前景。

用螺旋槽管强化溴化锂降膜式发生器传热传质的研究

热源温度较低时 ,在溴化锂吸收式制冷机或热泵中使用降膜式发生器可以改善传热传质的性能。如何用强化管对降膜式发生器的传热传质进行强化是本文所关注的。文中对螺旋槽管进行了实验 ,并对结果进行了分析 ,最后得出了结论。

水平横槽纹管内氨沸腾换热及压降特性实验研究

对水平横槽纹管内氨沸腾换热及其压降特性进行了实验研究，获得了不同热流密度、不同质量流速和不同局部蒸汽干度下沸腾换热和压降的实验数据。实验结果表明，在本实验的参数范围内，与光滑管相比，横槽纹管在压降增加不大的情况下可使管内沸腾换热系数提高３０％～１５０％，横槽纹管的节距减小对传热强化的作用明显，而对槽深的影响不大。还给出了横槽纹管内氨局部沸腾换热和压降的无因次准则关系式。

新型制冷机冷凝器壳侧的传热强化研究

针对现行制冷机冷凝器的不足 ,设计了适用于冷凝传热的新型折流杆冷凝器的壳程内部结构 ,并分析了其传热强化机理。在重力控制条件下 ,对不同内部支承结构与管束组合的冷凝器进行了传热实验研究 ,得到了水蒸汽在冷凝器壳侧的冷凝传热特性曲线。采用冷凝传热强化因子的概念 ,建立了预测该种折流杆冷凝器壳侧冷凝传热膜系数的计算公式 ,为折流杆冷疑器在制冷系统中的设计应用提供了理论依据。

钛波槽管水平管外凝结换热的实验研究

在常压条件下，对水平钛波槽管管外凝结换热及流阻特性进行了实验研究．在实验参数范围内，5号波槽管的总传热系数为光管的1．54～1．64倍，而管内水阻约为光管的3．39～4．42倍．通过对实验数据的回归分析，得到了管内对流换热、管外凝结换热及阻力系数的实验关联式．在管径及壁厚一定的条件下，波槽管的节距和槽深有一个最佳组合．根据实验结果，推荐最佳结构参数为φ=0，00135～0．003606．结果表明，钛波槽管是实现船用冷凝器小型化较为理摁的强化管管型．

蒸发管内传热研究的新进展

本文阐述了近年来对制冷剂在蒸发管内蒸发时强化传热的研究工作进展。不仅列出了纯制冷剂（R22）在同螺旋槽管、交叉槽管和人字形槽管内,在不同质量流速下的表面传热系数,还列出了替代混合制冷剂R407C在强化蒸发管中的表面传热系数。文中还说明了各种强化蒸发管的传热机理。

换热管内置开边槽扭带的阻力及转动特性研究

将18种不同结构参数的铝制扭带分别置入换热管进行实验,研究并分析了换热管内置开三角形边槽扭带的阻力和转动特性。实验结果表明,插入开边槽扭带后管内的流动阻力和转动性能都有较大的提高,扭带的扭转比Y、扭带宽度D和边槽结构是影响压降和转速的主要因素。通过多元线性回归分析,得到了相应的压降Δp关联式和转速n关联式。实验表明,开边槽结构具有强化扭带转动特性的应用价值。

内螺旋外棘齿管对流换热与流阻实验研究

针对火力发电厂无铜化运行需求,研制并加工出一种钢质双侧强化传热管———内螺旋外棘齿管。采用通用的强化传热管试验装置,对5根不同结构参数的内螺旋外棘齿管进行了水平单管管外蒸汽冷凝和流阻特性试验研究。根据大量实验数据,拟合出实验雷诺数Re范围内的管内换热努塞尔数Nu及阻力系数f的计算关联式,并对内螺旋外棘齿管的热力性能进行了评价。实验研究发现:所有内螺旋外棘齿管管内换热系数比光滑管提高了42%～152%,同时阻力系数增加了48%～350%。最后得出结论:无论在何种工况下运行,内螺旋外棘齿管的换热与流阻综合性能均优于光滑管,可用做发电厂换热设备的管芯,大大提高电厂热能的利用。

螺旋折流板波槽管换热器换热与阻力实验研究

以水为工质，对螺旋折流板波槽管换热器、螺旋折流板光管换热器及传统弓形折流板光管换热器进行了壳程和管程的传热及阻力对比实验研究．结果表明，相比弓形折流板光管换热器，螺旋折流板光管换热器总传热系数和壳程换热系数分别提高50％～80％和90％，壳程阻力减少15％～20％；螺旋折流板与波槽管结合使用，换热能力进一步加强，总传热系数是弓形折流板光管换热器的2．01～2．11倍，是螺旋折流板光管换热器的1．15～1．6倍．

B30波槽管水平管外蒸汽凝结换热的实验研究

在常压条件下对水平波槽管管外凝结换热及流阻特性进行了实验研究。实验结果表明,波槽管具有良好的强化传热效果。在实验参数范围内,波槽管的总传热系数比光管提高48%以上。通过对实验数据的回归分析,得到了管内对流换热、管外凝结换热及阻力系数的实验关联式。