基于中低温相变材料的管壳式储热单元传热性能数值分析

针对管壳式相变储热单元换热效率低的问题,设计一种带有径向矩形翅片的复合盐管壳式相变储热单元,进行数值模拟并与实验研究对比验证,然后选择适当的性能指标分析模拟结果。采用ANSYS FLUENT进行三维瞬态仿真,改变换热流体入口温度及储热单元翅片间距进行储热过程的数值计算,对相变材料温度变化、传热过程及熔化情况进行对比分析。结果表明:提高换热流体温度和缩小翅片间距是有效强化换热的手段。在本工作中,换热流体与相变材料复合盐CH_(3)COONa·3H_(2)O-KCl相变温差每增加5℃,相变材料熔化速率分别提升54.98%、 34.67%、 23.92%、 18.13%、 14.45%,潜热储热速率分别提升61.56%、 45.79%、 35.15%、27.04%、22.31%,速率提升效果均逐渐减弱。翅片间距每缩短10 mm,相变材料熔化速率分别提升32.37%、41.26%、38.66%,储热量随之减少6.40%、11.95%、6.55%,储能密度降低0.53%、10.97%、1.57%,实际应用中需综合换热能力、成本等方面问题选择合适的翅片间距。本工作可为实际工程中储热单元的设计优化提供理论支持。

潜热储能系统热力特性研究及应用分析

研究搭建了一小试规模的潜热储能系统,能对200~300℃的热量进行存储、释放,通过不同方式表征所使用相变材料的物理性质,研究其与应用场景的匹配性,同时分析所设计系统循环过程中的参数变化,研究系统热力特性。试验结果表明:所用二元硝酸盐能够稳定的储存温度200~290℃的余热,所使用的带螺旋型翅片换热管的潜热储能系统具有较高的热效率,试验台储热耗时51.75 min,完成47.809 MJ的能量储存,放热耗时43.5 min,释放出46.209 MJ能量,系统的储热效率为79.16%,放热效率为79.15%。在系统的循环过程中,系统累计输入能量60.398 MJ,输出能量36.578 MJ,循环效率为60.56%。

螺旋折流板换热器层流流动与换热的数值模拟

应用多孔介质和分布阻力模型对一螺旋折流板管壳式换热器的壳侧层流流动与换热进行了三维数值模拟,并与该换热器的实验研究结果进行了对比分析,符合程度良好。证明了该方法能有效地模拟螺旋折流板换热器的流动和换热特性。

多组分合成气强化换热器壳程传热的数值模拟

采用多孔介质模型对ASPEN软件设计的高压多组分合成气换热器进行了三维数值模拟,分析了不同的几何结构对壳程流体的传热和压降的影响规律。分析结果表明,采用ASPEN软件设计的换热器具有较好的流动和换热特性;多孔介质模型可用于模拟净燃气过热器壳程流体的流动和换热;在其它参数不变情况下换热器折流板的圆缺度由20%减至15%对壳程流体的换热影响不大,但增加了壳程流体的压降。

小尺度管壳式换热器流动和传热数值模拟

通过对称性简化,建立了小尺度管壳式换热器的传热模型。基于Simple算法,采用RNG k-ε方程、多孔介质模型和增强壁面函数法,结合有限体积法及结构化网格对控制方程进行离散,求解三维N-S方程和能量方程模拟了流体在壳程流动的传热过程,在管径不变的情况下,针对节径比分别为1.2、1.4和2.0下的流场及温度场的总体分布规律进行分析,对影响其传热性能的关键因素进行了探讨。结果表明:在相同边界条件下,设计较小的节径比,易在管壁周边形成涡流,换热器的传热性能指标较高,但湍流强度过大,流体剧烈冲刷管束,将对设备的寿命产生影响。

轴流管壳式换热器壳侧流体优化分布数值研究

针对大型、超大型轴流管壳式换热器壳侧流体的流动分布不均的问题,提出在进出口处增加流体分布挡板用以改进流体分布不均的现象。并且在此之前的理论研究基础上,采用多孔介质———分布阻力模型,对不同结构参数的流体分布挡板进行数值模拟研究,研究结果表明,在壳侧进出口安装流体分布挡板能够有效促进流体的均匀分布,理论分析的数学模型与数值研究结果表现为一致,通过几种不同的结构参数分布挡板的数值结果对比,表明采用第三种结构形式的挡板不但流体分布均匀,而且由于挡板存在所造成的压力损失最小。

焊接参数对中频逆变铜管焊接质量的影响

根据压缩机的使用要求,铜管焊缝应具有较强的密封性、焊接强度和良好的物理性能。本文针对壳体与铜管中频逆变焊工艺,通过调整焊接压力、焊接时间和焊接电流3个主要参数的对比试验,确定合理的焊接参数。试验结果对实际控制铜管焊接质量具有一定的指导意义。

管壳式换热器大型化发展对中小型制造厂的影响

随着社会经济的发展以及科学技术水平的提高,国内管壳式换热器设计制造逐渐朝着大型化发展,本文从制造角度详细分析了管壳式换热器大型化对于制造厂各个方面的影响。

换热器在船舶压载水处理系统中的应用

主要比较系统中的板式换热器和管壳式换热器的各自特点,如工作原理、优缺点,常用型号、操作维护等;以及换热器在系统运行使用过程中存在的风险及解决措施。

高-高压型螺纹锁紧环式换热器设计改进

螺纹锁紧环式换热器在运行和检修中存在两个重大问题:内漏和螺纹锁紧环装拆时咬死。现有的螺纹锁紧环式换热器都不能同时避免上述两个问题。文章分两步对∅1800 mm高-高压型螺纹锁紧环式换热器进行设计改进:第一步,改进工艺,即将管、壳程介质互换使管程压力大于壳程,利用压力差进行自紧密封,主要解决内漏问题;第二步,改进结构,即采用D形螺栓代替主螺纹连接,使管箱端部质量减小约25%~30%。经过上述改进,不仅使原换热器总质量减小、成本降低,而且首次同时解决了内漏和螺纹锁紧环装拆时咬死这两个重大问题。

污水-清水壳管式换热器壳程管程介质选择

采用实验方法,对污水-清水壳管式换热器壳程、管程循环介质的选择进行研究。以两台相同型号壳管式换热器(一台壳程循环介质为污水,管程循环介质为清水;另一台循环介质设置相反)作为实验对象,在两种实验条件下(一种实验条件为定壳程流量,变管程流量;另一种实验条件为定管程流量,变壳程流量)对换热器的换热量进行测试计算。分析实验结果,在允许流速下,壳程循环介质为污水更有利于换热。