Heat transfer characteristics of air cross-flow for in-line arrangement of spirally corrugated tube and smooth tube bundles

An experimental study on heat transfer and resistance coefficients of linearly arranged smooth and spirally corrugated tube bundles in cross-flow was performed. The heat transfer and resistance coefficients are presented in this paper with transverse and longitudinal tube-pitch and tube geometries taken into account. The experiment's results can provide technical guidelines for application to horizontal air preheater with arranged in-line spirally corrugated tube bundles, especially to the air preheater for CFBCBs (Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers).

Experimental Study of Condensation Heat Transfer on Tube Bundles in Large Power Plant Condensers

In order to clarify the effect of condensate inundation on steam condensation in a large tube bundle, condensation heat transfer and the condensate flow pattern in the tube bundle have been experimentally investigated. Test tube bundle consists of 36 cooling tubes, 12 condensate supply tubes and 24 un-cooled dummy tubes. Cooling test tubes are made of copper and have an outer diameter of 19.1 mm and condensing length of 150 mm, Steam flows horizontally through the test tube bundle at gap velocities 15-27 m/s at pressures of 8.8 kPa. In this study, experimental data about condensate flow pattern and condensation heat transfer in a tube bundle were collected for the optimization of tube arrangement in large power plant condensers.

管束排列方式对LNG冷能发电中间介质气化器丙烷管外凝结影响分析

以LNG冷能发电装置中的中间介质气化器中冷凝器丙烷管外凝结过程为研究对象,建立相应数值模型,采用VOF模型追踪气液相界面,利用LEE模型作为相变传热传质模型,对管外气态丙烷凝结成液膜流动及凝结传热问题进行了瞬态二维CFD模拟。分析了不同管束排列方式下冷凝器丙烷端管外液膜流动和凝结换热特性,并对管外平均换热系数的模拟值进行了相应的计算。此外,还分析了壁面过冷度对丙烷冷凝相变过程的影响,发现在壁面过冷度较大时,顺排和叉排结构中最底排管道处皆出现了气体回流现象,导致最底排的管道最先出现液滴。

大跨度连续刚构桥超长预应力钢束优化设计研究

针对超长预应力钢束整体损失会导致大跨度连续刚构桥跨中出现持续下挠和腹板开裂的现象,基于合理成桥状态的优化设计思路,以减小超长钢束的摩阻损失为控制目标,提出平行交错锚固和分段锚固两种优化布置方案,将其与通长束布置形式下的主梁挠度、应力以及预应力储备能力等方面进行对比分析。结果表明:平行交错锚固和分段锚固两种方案钢束预应力储备分别提高了21.53%和20.76%,成桥阶段跨中实腹段下挠程度分别减小了14.28%和88.91%,两种优化方案均能改善结构的承载能力,但分段锚固方案较平行交错锚固方案改善效果更明显。

圆形截面凝汽器布管设计及换热性能分析

凝汽器是蒸汽动力系统重要的设备之一,其换热性能直接影响整个系统的运行效率。多领域对更高效凝汽器的需求不断涌现,针对凝汽器的结构设计迭代与换热性能优化的研究具有重要意义。文中在FLUENT计算平台中,基于多孔介质模型通过自定义函数嵌入管间换热模型、质量汇与阻力模型,分析了一种圆形截面凝汽器布管方式的换热性能。结果表明,相比于管内冷却水工况的变化,蒸汽流速变化引起的管外热阻变化更大程度地影响平均换热系数。依据实际运行工况参数范围,入口蒸汽流速为30~70 m/s,冷却水流速为0.72~2.15 m/s,冷却水温度为25~28℃,平均换热系数最大可达3562 W(/m^(2)·K),同时压降范围为211~525 kPa。该结构设计表现出较好的换热性能和较低的压力损失,但局部不凝结气体的积聚表明该结构仍有进一步改进的空间。

内置管束布置对换热器内固体颗粒流动的影响

换热器内设的水平换热管束是影响换热器内固体颗粒流动均匀性的重要因素,基于离散单元法构建了内置横管式固体颗粒换热器的流动计算模型,研究了管束排列方式和水平管间距对换热器内固体颗粒流动的影响。结果表明,颗粒流过错排管束的均匀性优于顺排管束,颗粒层的形变和停留时间波动性均较小,颗粒流动不均匀度为0.00721,比顺排管束的减少了42.3%,错排管束的颗粒停留时间标准偏差为0.029,比顺排管束的减少了39.1%。当颗粒流过错排管束时,随着水平管间距的减小,颗粒层的形变和停留时间波动性均增大,颗粒流动均匀性显著恶化,颗粒流动不均匀度由0.00721增大到0.00996,增大38.1%,颗粒停留时间标准偏差由0.029增大到0.039,增大33.8%,剪切区内颗粒速度差异增大,颗粒平均速度梯度由5.97×10^(-4)s^(-1)增大到7.85×10^(-4)s^(-1),增大了31.4%。

大管径管束外含空气的蒸汽冷凝传热特性分析

管束外含大量空气的蒸汽冷凝传热是非能动安全壳热量导出系统运行过程中的一个重要现象,它直接影响该系统向外界导出热量的效率。本文采用数值模拟的方法对大管径管束(d=38 mm)外含大量空气的蒸汽冷凝传热特性进行了分析。结果表明:此工况下,顺排管束的平均传热系数优于叉排管束,且提高幅度随管间距的增大而减小;管束的平均换热系数随管间距的增大而增大,在管间距为3 d时,除管束中心的3根传热管外,其余传热管上的冷凝换热系数均大于单管。

S型管束外空气-蒸汽冷凝传热特性数值分析

为追求非能动安全壳热量导出系统换热器更优异的管外空气-蒸汽冷凝传热性能,并为实验及换热器的拓展设计提供相应指导,本文对S型管束外含空气蒸汽冷凝传热特性进行了数值分析。结果表明:计算参数范围内,S型管束能有效强化管束外含空气蒸汽冷凝传热能力,其平均冷凝传热系数为竖直管束的1.3~1.7倍。总结得出迎流面强化传热的管间冲刷效应和抑制传热的空气层堆叠效应的耦合作用机制。多排布置时,减小管排数、增大弯管半径、管间距及采用叉排布置均有利于提高S型管束外含空气蒸汽冷凝传热能力。

换热器管束排列角对流体力的影响研究

排列角通过改变换热管束的排布方式来影响流场分布,进而影响流体力的幅频特性。采用大涡模型(LES)对工程中常见排列角管束的流场分布和所受流体力进行了数值计算及相应的试验验证。计算结果表明:管束排列角明显影响漩涡脱落形成和湍流扰动,特别是对错排管束和上游管束的流体力影响尤为复杂。数值计算结果与试验结果吻合较好。研究结果为流体诱导振动分析提供了参考和依据。

换热器测试中测温点布置最佳位置的研究

在顺列管束空-空中冷器的换热规律研究中发现,测温点的布置对试验结果有较大影响,最佳测温点并非固定不变。通过对其进行大量测试分析和数值计算,提出了测温点布置的最佳位置与管外热空气雷诺数之间的关系式,为提高测试的准确性提供了依据。

凝汽器管束布置修正系数的进一步探讨

通过对邢台电厂实测数据的分析 ,对传统的评价凝汽器管束布置修正系数的方法进行了改进 ;并根据试验结果 。

空气横掠顺列螺旋槽管和光管管束的传热特性

以横向管距、纵向管距以及管子的几何参数为研究对象,对顺列光管和螺旋槽管管束进行了横向冲刷换热及阻力试验研究,得出了换热和阻力关联式,为顺列布置的卧式螺旋槽管空气预热器的应用,尤其是为循环流化床锅炉的空气预热器提供了设计依据。

220kV同塔双回双分裂导线防覆冰舞动的研究与设计

笔者从线路设计角度进一步定性分析了单(或双分裂)导线覆冰舞动机理,指出使用现有抑舞装置应注意的问题:单导线(地线)耐张线夹和悬垂线夹的固定导线(地线)结构使固定点附近的单导线(地线)扭转刚度很大,易形成偏心覆冰并诱发舞动,进一步扩散至档内中央;绞制的导线单丝沿线不连续覆冰使单丝应力分布不均,以致导线内部不稳借助风力发生自激震荡。将耐张串高压端直角挂板改为2付内弧U形环,实现环—环连接,使靠近杆塔的单导线能够发生一定角度的轴向扭转;将固定式悬垂线夹和固定式间隔棒夹具分别改为可轴向转动的悬垂线夹和防冰雨型360°回转式线夹,单(或双分裂)导线可绕自身反复发生一定程度的轴向扭转,促使单(或双分裂)导线覆冰均匀,破坏单(或双分裂)导线覆冰舞动的条件。双分裂导线由水平排列改为微斜形排列,改变双分裂导线"索梁"或机翼型水平结构,减少湍流效应,减弱背风侧子导线发生震动、失稳程度,破坏双分裂导线较单导线易舞动的条件;为了满足跳线(串)风偏后对杆塔的安全距离,经放样,线路转角40°以内的外侧跳线均宜加装跳线串支架,其两端设跳线伸缩节。以上"导线松绑"的防舞设计理念已应用于烟台220kV金都输电线路设计中。

飞灰颗粒撞击顺列光管管束的磨损研究

通过数值计算,研究了烟气在通过顺列光管管束时飞灰颗粒对管束的碰撞规律,选择的影响因素分别为管径、烟气速度、飞灰粒径、横向管距、纵向管距等。建立了飞灰颗粒通过率及撞击率的无因次关联式,并且与前人研究得到的经验公式相结合,得出了飞灰颗粒对顺列管束磨损量的计算式。研究结果可为循环流化床锅炉尾部顺列布置的卧式空气预热器、过热器、再热器和省煤器减轻磨损提供设计依据。

管束异型排列制冷蒸发器沸腾传热性能数值模拟

制冷蒸发器是制冷系统中的重要设备,其沸腾传热性能对整个系统的能源利用效率有着显著影响。文中以管束异型排列的制冷蒸发器为研究对象,通过FLUENT软件模拟计算,分析探讨了管束排列方式对蒸发器壳程流场及沸腾传热性能的影响。计算结果表明,在相同的流体进料量下,异型管束排列蒸发器的压力变化趋势与正方形排列的相似。在综合性能上,具有合理气流通道的异型管束排列蒸发器明显优于管束正三角形排列和正方形排列的蒸发器。

导线偏离优化位置对大分裂间距线路电磁环境的影响

为抑制提高输送容量的大分裂间距线路的可听噪声与无线电干扰,可采用子导线优化排列的办法。为此,研究了单根子导线沿垂直于地面方向移动和相导线扭转对优化排列的大分裂间距线路电磁环境的影响。对猫头塔和酒杯塔的计算结果表明,中相的单根子导线移动、相导线整体扭转对无线电干扰、可听噪声的影响均大于边相导线。优化排列的大分裂间距线路,其单根子导线沿垂直于地面方向移动对电磁环境的影响与常规输电线路基本相同,但相导线扭转造成的影响要高于常规输电线路。以猫头塔中相为例,采用6×LGJ-240导线的优化排列大分裂间距线路,相导线每扭转10°,可听噪声与无线电干扰分别增加0.2和0.15dB。

输电线路多分裂导线次档距振荡分析

针对输电线路次档距振荡进行相关研究,介绍了输电线路多分裂导线次档距振荡的形成机理,分析影响输电线路多分裂导线次档距振荡的原因,归纳输电线路多分裂导线次档距振荡的相关控制计算理论,并提出一些针对输电线路多分裂导线次档距振荡的相关防振方法,优化输电线路多分裂导线次档距的布置方法。

凝汽器蒸汽流场对管束布置修正系数的影响

凝汽器蒸汽流场的变化使其传热系数和汽阻发生变化,传热系数和汽阻的改变使凝汽器管束布置修正系数随着负荷变化,分析了管束布置修正系数随蒸汽流场的变化而变化,提出了管束布置修正系数随蒸汽流场变化的范围。

顺列光管管束烟气颗粒通过率的多因素数值计算

以不同管径、横向管距和纵向管距的顺列光管管束以及不同速度、粒径、密度的飞灰颗粒为研究对象,通过数值计算,分析了烟气颗粒横掠顺列光管管束的运动规律,建立了飞灰颗粒通过率的数学模型。研究结果可为循环流化床锅炉尾部顺列布置的卧式空气预热器、过热器、再热器和省煤器减轻磨损提供设计依据。

适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点。针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板。三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管。此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现。