用K_s计算法设计冷轧管孔型变形段中各管坯壁厚

提出了设计冷轧管孔型的 Ks计算方法。通过 6个实例 ,与现有计算法对比 ,计算结果表明 :Ks计算法是可行的 ,并且能够控制最后小段的 Ks.n值 (Ks与变形量的意义是等价的 )。

气相旋转螺旋槽管式换热器结构优化与性能试验

粮食干燥生产中换热损失大,存在烟气热量无法高效传递,导致换热效率低等问题。本文以集管壳与列管式换热于一体的气相旋转螺旋槽管式换热器为研究对象,基于场协同与热力学理论优化螺旋槽管关键部件,探究螺旋槽管参数对换热性能的影响。以螺距、槽深及内外径比为试验因素,以努塞尔数和阻力系数为评价指标,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验,采用多目标优化方法确定最优参数组合,当螺距为24.845 mm、槽深为1.753 mm、内外径比为0.897时,Nu为164.637,f为0.348。对优化结果进行验证试验,试验结果与优化结果基本一致。螺旋槽管平均场协同角β相较于圆管降低约2°,揭示了置于壳程内的螺旋槽管管束进口、出口及中间截面内场协同角的分布特征,整体范围内的场协同效果有所增加,结论符合场协同原理。利用强化换热综合性能指数(Performance evaluation criteria,PEC)进行评价,结果表明气相旋转螺旋槽管式换热器PEC在1.031~1.267之间,验证了螺旋槽管在换热器应用的合理性。

螺旋槽纹管在初冷器中应用的试验研究

分别在初冷器模型中应用螺旋槽纹管与光管,对其性能、传热系数和压降进行研究,探讨螺旋槽纹管代替光管在初冷器中应用的优势及可行性。

螺旋槽管传热与污垢性能的实验研究

进行了螺旋槽管的传热性能实验 ,得出了螺旋槽管管内强制对流换热关联式。以硬度 80 0 mg/ L的人工硬水作为工质 ,在 0 .2 4 m/ s,管外水浴 60℃和相同管内工质入口温度的条件下 ,进行了螺旋槽管及其对应光管管内污垢的对比实验。结果表明 ,螺旋槽管有较好的传热性能 ,但阻垢性能却弱于光管。

轴向微扰下干气密封螺旋槽润滑气膜的稳定性分析

推导了干气密封螺旋槽内瞬态微尺度流动场的非线性雷诺方程,应用PH线性化方法及变分运算,得到了轴向微扰下气膜反作用力的增量,继而利用复数转换和迭代法对静态下气膜边值问题进行求解,获得了气膜轴向刚度的近似解析解,并通过动态稳定性分析,获得了稳定性最佳的螺旋槽几何参数值。

带有小螺旋角的内外螺旋翅片管高压加热器的工业试验

工业现场试验的结果表明，带有小螺旋角的内外螺旋翅片管（简称内外螺旋翅片管或ＩＯＳＦ管）用于电站高压加热器有着显著的传热强化效果，其实测总传热系数是光滑管加热器的１．４３倍，可相应节省换热面积３０％。在等面积下使用，则可收到明显的节能效果。

螺纹管中实际冷却水污垢和颗粒污垢的特性研究

对一根光管和一组含有7根不同螺纹高,不同螺纹角,不同螺纹数而内径全为15.54mm的铜质内置螺纹管中的污垢特性进行了实验研究,通过对实际冷却水污垢和颗粒污垢的实验数据的比较和分析,解释了二者之间存在差异的主要原因,并得出:螺纹管与光管中冷却水实际运行污垢热阻的比值随着面积指数和效率指数乘积的增加成线性增加,但在两个区间内(p/e>5.0和p/e<5.0)线性函数表达式不同,实验中颗粒污垢比值仅在一个区间内随效率指数的增加成线性增加关系。

气体热黏效应对干气密封性能影响的数值分析

基于气体多变过程理论和气体润滑理论,通过对雷诺方程的多变指数进行修正,建立了分析螺旋槽干气密封热黏效应的数学模型.采用有限元法对黏度对于干气密封性能的影响进行数值分析.结果表明多变指数和黏度越大、压力和温度越高,则干气密封的端面气膜承载能力越强;在高速或中、高压工况下,需考虑气体热黏效应对干气密封性能的影响;当端面平均气膜厚度大于2μm时,气体热黏效应对干气密封性能参数与气膜厚度关系的影响可以忽略不计.

螺旋槽干气密封端面间气膜特性

螺旋槽干气密封是一种新型的非接触式机械密封,它具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长和可靠性高等优点.采用有限元法对螺旋槽干气密封端面间气体的流动过程进行了数值模拟研究,得到了端面间气膜的压力分布规律并对主要的密封性能参数———开启力、端面摩擦力、摩擦功耗、轴向刚度以及泄漏量进行了计算,最后,探讨了操作参数和端面槽形几何参数对密封性能的影响.研究结果为螺旋槽干气密封的设计提供了有益的参考.

螺旋槽管材滚压成形过程的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA求解器,分别采用球形和带过渡圆弧的三角形滚压辊,对螺旋槽管材滚压成形过程进行了数值模拟,得到了应力和应变分布规律、金属变形流动规律以及滚压力大小。根据有限元计算结果,分析了不同辊型的滚压辊和螺旋槽管的主要结构参数对滚压力的影响规律以及螺旋凹槽处壁厚的变化规律。通过试验验证了用有限元法进行螺旋槽管材滚压成形过程数值模拟的可靠性,为确定滚压力和槽深之间的关系提供了必要的指导依据。同时,为进一步研究螺旋槽管在滚压过程中的力学性能奠定了一定的理论基础。

螺旋槽干气密封气膜特性的近似计算及试验研究

从N-S方程出发,推导螺旋槽内稳态微尺度流动场的非线性雷诺方程。应用PH线性化方法,并采用小参数迭代法进行求解,近似求得螺旋槽内气体动压分布的解析解,继而求出泄漏量以及功耗。结果表明:试验测出数值与计算结果较为吻合,表明所建立的螺旋槽干气密封端面间气体流动过程力学和数学模型是正确的,所编制的近似计算程序是可行的。

螺旋槽管外含高浓度不凝组分蒸汽冷凝传热研究

分析了含高浓度不凝组分蒸汽在立式螺旋槽管表面强制对流冷凝的传热机理。在不凝性组分体积百分浓度超过９０％时，螺旋槽管的强化传热效果不明显，而含量为４４％～９０％时，螺旋槽管总换热系数比光滑管提高２０％～３５％。

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．

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%.

螺旋槽管换热过程的三维速度场与温度场耦合数值模拟

根据螺旋槽管换热器结构特点及传热特性,建立了以水为工质的换热器流动与传热的三维几何模型。运用有限元分析软件ANSYS模拟出换热器在换热过程中速度场与温度场的状况,分别得到了螺旋槽管内壁与外壁的对流换热系数。结果表明:槽深越大,随着Re增大,换热性能越好;当Re较小时,螺距越大,换热效果降低。其与该类光管换热器相比,得出螺旋槽管的换热系数是光管的2.5倍左右,强化了传热,为此产品的进一步理论研究和推广应用提供了依据。

结构参数对螺旋槽管传热与阻力性能影响的研究

利用计算流体动力学方法,研究了不同雷诺数下,几何尺寸对螺旋槽管传热及阻力性能的影响,结果表明,螺旋槽管在凸肋部前后产生了二次涡流,由螺旋形槽道形成的旋流都对边界层形成了扰动,传热性能得到了提高,同时也增加了阻力。在雷诺数相同时,槽越深,换热性能越好,同时流动阻力也有所增大;螺距、槽半径越大,换热效果降低,流动阻力也随之减小。与光管相比,得出螺旋槽管的Nu最大是光管的2.21倍,综合性能η最大为1.27。

螺旋槽管材滚压成型过程的数值模拟及试验研究

利用ANSYS有限元分析软件,对螺旋槽管材滚压成型过程进行了数值模拟。根据有限元计算结果分析了螺旋槽管的主要结构参数对滚压力的影响规律。通过试验验证了用有限元法进行螺旋槽管材滚压成型过程模拟的可靠性,并得到了滚压力与槽深之间的对应关系,为螺旋槽管的二次加工提供了必要的实际指导依据。

一种新型螺旋内槽管的气液固三相流数值模拟研究

针对一种新型螺旋内槽管,采用先进的计算流体力学(CFD)数值模拟方法,对管内的气(天然气)-液(水)-固(水合物)三相流流动特性进行了模拟研究。模型采用欧拉-欧拉-欧拉三流体模型结合颗粒动力学的理论,考察了不同的表观速度(0.3 m/s,0.5 m/s,0.7 m/s),水合物粒径(500μm,750μm,1000μm),气泡大小(10μm,100μm,1000μm),螺距(400mm,800mm),螺纹头数(12,20)及螺纹旋向对于管内三相流动特性的影响。通过数值计算,由于气液固三相间的密度差,在螺旋内槽的作用下,水合物和天然气在管中心位置聚集,同时管壁处的含量减小。流体表观流速和气泡越大,壁面处的水合物和天然气的体积分数越小;由于天然气的密度小于水合物和水的密度,天然气更多集中在管中心,越靠近管壁含量越少;颗粒的粒径越大,壁面处的水合物含量越少,而对于天然气的分布则影响不大;螺距越小,螺纹头数越多,螺旋流强度越大,气液固三相分离效果越好,壁面处的水合物和天然气的含量越小;同时,螺纹旋向的改变对于三相的分离效果影响较小。

单相机油介质在螺旋槽纹管中的流场数值模拟

根据螺旋槽纹管的特点,以机油为介质,建立了三维螺旋槽纹管的物理模型和数学模型;采用SIMPLE算法,数值模拟了单相机油介质在三维螺旋槽纹管中流动过程;紊流模型采用Realiable k-ε模型,揭示了油流在受到螺旋槽纹影响时的流动规律。通过数值模拟结果可知:螺旋槽纹管内机油换热主要通过加强壁面油流层附近流体的扰动,使管内换热得以强化;螺旋槽纹管与光滑管阻力损失系数比约为4,与实验数据很好地相吻合,可为优化以油为介质的换热器参数的设计、提高换热效率提供一定的理论依据。