旋流片强化换热器壳程传热的数值模拟与实验

分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管间支撑物时的流动与传热特性.应用周期性单元流道模型,对光滑管束间支撑物的强化传热进行了数值模拟和实验研究.采用重整化(RNG)κ-ε双方程湍流模型,以SIMPLEC算法进行压力和速度的耦合,并采用强化壁处理法处理壁面,模拟了单元流道的流场与温度场,比较了空心环和旋流片的综合热力性能.结果表明:旋流片可以使流体作三维螺旋运动,起到强化换热的作用.两种旋流片的换热效果都优于空心环,但阻力损失也都大于空心环;小扭率的旋流片会引起较大的形体阻力,导致综合热力性能反而不如空心环;旋流片的结构参数是影响其综合热力性能的主要因素.

R407C水冷冷凝器传热强化的实验研究

本文通过实验,研究了替代制冷工质R407C在螺旋隔板花瓣管冷凝器中的传热性能,实验结果表明,随着热流密度的增加,冷凝器的总传热系数也不断增大。在相同热流密度下,其总传热系数比板式冷凝器提高40％以上。

蒸馏过程热泵节能——热泵基本原理

叙述了热泵系统的基本原理,详细分析了实际热泵性能系数低于理想卡诺循环热泵的三大原因,即实际热泵必须提供换热器传热温差、压缩过程的能量损失和采用节流阀代替膨胀过程。介绍了热泵的使用条件,即采用热泵的判别原则以及主要热泵类型。指出使用热泵是蒸馏过程节能的一个有效途径,为蒸馏过程热泵系统设计计算和工业应用提供必要的准备知识。

板翅紧凑型转化器传热与流阻性能实验及数值模拟

提出了一种用于硫酸行业的板翅紧凑型转化器 ,通过实验对采用不同翅高时流道内的传热与流阻性能进行了研究 .结果表明 ,随着流道内翅片高度的增大 ,传热膜系数随之增大 ,但流阻曲线则呈凹型变化 ,即在中间高度时流阻达到一最小值 .

蒸馏过程热泵节能——热泵系统模拟计算

介绍了蒸馏塔热泵系统的计算机模拟计算,以实际工业装置丙烯精馏塔为例,对塔釜液相节流式热泵流程给出了详细的模拟数据并进行了深入的分析。指出对该类热泵系统,需要由设计者确定的关键工艺参数主要有塔顶气体采出量、循环工质流量、压缩机出口压力和高压工质节流后压力等4个,并给出了确定这4个参数的方法。文中还比较了热泵流程的节能效果,和常规无热泵蒸馏塔相比,实际热泵流程可以节省操作费用达48%以上,节能效果十分显著。此外文中还分析了不同热泵参数对能耗的影响,经优化后的热泵工况,操作费用的节省进一步上升到60.8%。

切片式整体铝翅片(AIF)管的传热实验研究

介绍一种新型的整体翅片(AIF)管及其换热实验结果.AIF管采用外翅片的形式增加换热面积;翅片与介质流动的管路为一体结构,消除了间隙热阻.实验在吸风式风洞实验台上进行,对AIF管和其光管进行对比性实验,归纳出换热无因次经验公式.实验结果表明,AIF管确实有优良的换热效果,为新型翅片管的研究开发提供理论依据.

矩形缩放管间插入旋流片的传热实验研究

为了研究新型换热器——矩形管束换热器的传热性能,采用矩形缩放管间插入一组旋流片来研究旋流片下游的传热与流阻性能,并与光滑矩形管的传热和流阻进行比较。实验结果表明:在实验范围内(19 000<Re<44 000),随着下游距离的增大,旋流片产生的自旋流逐渐衰减,局部Nu数和阻力系数减小,并且局部Nu数的下降速度要慢于阻力系数的;当下游距离在0—200 mm时,阻力系数下降的程度较大;旋流片下游在得到强化传热的同时,阻力增加也很大。

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比。在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2—2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右。采用计算流体力学软件F luent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟。结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热。对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%。

三重同心套管相变传热的数值模拟与实验研究(英文)

通过数值模拟与实验,研究了三重同心套管内的相变传热过程。相变材料填充在三重同心套管的夹层内,热流体和冷流体分别在套管外层和内层中流动。根据能量守衡,运用了一种简化数值模拟方法(称为温度热阻叠代法)计算分析了三重同心套管内凝固过程。搭建了实验台,实验验证了数值模拟结果,并得出冷流体的入口温度及流量对释热量的影响规律。

除尘工艺过程中的节能技术分析

从节能技术的观点出发 ,针对除尘工艺过程中的能耗问题 ,从除尘工艺的选择、除尘过程中的耗能特点和降低能耗的措施进行了分析 ,提出了除尘工艺过程节能的方法和途径。

温差发电器的传热特性分析与实验研究

采用热网络分析法分析了温差发电器冷端采用空气自然对流、强制对流以及水冷等3种不同散热方式时的传热特性,并进行了实验研究.结果表明:与空气自然对流相比,空气强制对流和水冷散热方式强化了散热器翅片与环境之间的传热,降低了发电器冷端的温度和热阻,发电器中的主要热阻由自然对流时的散热器翅片与环境间的对流换热热阻变为温差电组件与热源和冷端散热器之间的接触热阻;当热源提供的热流量恒定时,强化发电器冷端传热的同时也降低了热源和发电器热端的温度,发电器热冷两端的温差并无显著提高;当热源热流量较低时,强化冷端的传热并不能显著提高发电器的输出功率;当热源热流量较大时,强化冷端的传热将大大提高发电器的输出功率;热源热流量为50W时,强制风冷和水冷方式下的输出功率比自然对流方式下的分别提高了27.9%和39.5%.

新型波纹扁管气-气换热器壳程传热实验研究与数值模拟

针对气-气换热的特点,开发出了一种新型的波纹扁管换热器。构建了热空气与冷空气换热的实验系统,热空气在管程流动,冷空气在壳程流动,实验研究了波纹扁管气-气换热器的传热性能,并采用Fluent 6.3软件对壳程空气的传热与压降进行了数值模拟。结果表明,当管程空气流速为20 m？s-1,壳程空气流速在15~25 m？s-1,换热器的总传热系数为81~88 W？m-2？K-1。壳程传热系数和壳程压降的数值模拟结果与实验值吻合良好。波纹扁管换热器具有高效紧凑的优点,适用于气-气换热领域。

高扭曲比螺旋扁管的管内传热及流阻性能

以水为介质，研究了不同截面短长轴比（B／A=0．27～0．47）和扭曲比（即导程与直径比，S／de=17．19—50．62）的高扭曲比螺旋扁管的管内传热和流阻性能．实验结果表明：高扭曲比螺旋扁管的管内努塞尔数和阻力系数均随B／A值和S／de值的增大而减小，但随B／A值的增加而减小得更快，B／A值对高扭曲比螺旋扁管的管内传热与流阻性能影响更大；在相同雷诺数和普朗特数下，高扭曲比螺旋扁管管内的努塞尔数为光滑管的1．3～2．5倍；阻力系数为光滑管的1．2～1．5倍．文中还通过多元线性回归法对实验数据进行了分析，提出了高扭曲比螺旋扁管管内努塞尔数和阻力系数的准数方程式，其最大误差分别是12％和6％，从而为该类型螺旋扁管换热器的工程设计提供了依据．

板式蒸发式冷凝器两相降膜流动CFD模拟及传热研究

建立了气-液两相流二维计算流体力学(CFD)模型,运用Fluent软件对板式蒸发式冷凝器板束中气-液两相的逆流、并流两种操作进行了模拟,直观地表征了板束中喷淋水流量、风速及风向对水膜流动的影响,并用水蒸气对两种操作进行了传热实验研究.模拟分析得出的结论与实验结果吻合甚好,表明空气与水并流比逆流更有利于利用液体薄膜强化传热的特性.

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

在考虑表面张力动量源项和气—液两相间传热传质源项的条件下,基于Volumeof Fluid算法,建立了板式蒸发式冷凝器气—液两相降膜流动传热传质的计算模型.利用该模型定量分析了壁面热流密度、液相进口温度和空气流速对竖直板面温度分布、气—液两相界面处潜热和显热传热热量密度的相对关系的影响.结果表明:液膜和空气内温度随壁面热流密度的增大而增大,在气—液两相界面处,温度梯度不连续;气—液两相界面处的传热形式以水蒸发传质引起的潜热传热为主、空气显热传热为辅,且传热热阻主要集中于水膜内;随空气流速的增加,气—液两相间传质量也随之增大.

相变材料强化传热研究进展

对国内外相变材料各种强化传热技术进行了综述与讨论,包括添加金属填料、添加石墨、胶囊封装、加肋片、添加碳纤维和组合相变材料等,展望了相变材料的发展趋势。指出能源的大量消耗使得储热技术的研究越来越重要。其中潜热储热是一种有效的储热系统,相变材料是潜热储热系统的重要组成部分,但是有些相变材料(尤其是一些有机相变材料)存在导热系数低的缺点。在节能越来越受到重视的今天,相变材料的强化传热已成为热点问题。

强化传热管内的自然对流沸腾换热

对普通缩放管、改型缩放管和光滑管进行了自然对流沸腾换热的实验研究 ,得到了这三种传热管的沸腾换热系数与热流密度的关系 .实验结果表明 ,普通缩放管和改型缩放管的自然对流沸腾换热系数分别是光滑管的 1 .0 6倍和 1 .2 5倍 ,改型缩放管的自然对流沸腾换热系数比普通缩放管提高 1 8% ,并分析了改型缩放管比普通缩放管沸腾换热性能好的原因 .

纳米技术在强化传热中应用的研究进展

采用纳米技术,通过改变传热流体的物性和流动特征以及传热表面的特性,能有效地强化传热。本文综述了纳米流体、纳米胶囊粒子潜热型热流体以及纳米涂层表面在强化传热中应用的研究进展,分析了各种纳米技术的强化传热机理,指出了现有研究工作存在的问题和今后研究的方向。

半周加热半周绝热的熔盐吸热管传热特性研究

建立了描述半周加热、半周绝热的不均匀热流边界条件下熔盐吸热管内热传导与热对流换热的数值模型,模型考虑了管壁导热和熔盐的变物性。采用Fluent软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,对熔盐吸热管的传热过程进行了模拟,并在熔盐吸热传热实验平台上进行了试验研究。模拟计算与实验结果基本一致。揭示了熔盐吸热管在高温、高热流密度条件下的管内流速和温度分布规律及其换热特性,为塔式太阳能热发电熔盐吸热器的设计和运行控制提供了重要依据。

波纹开缝翅片管换热器传热与流动性的数值模拟

提出一种波纹开缝翅片管换热器,对其传热与流动特性进行三维数值模拟,选择Re范围在1 000到5 000时与平板开缝翅片的模拟相比较。结果表明,在Re小于2 752时,平板开缝比波纹开缝的换热效果好,而Re大于2 752时,波纹开缝比平板开缝换热效果更好,并且波纹开缝翅片管换热器的流动阻力小于平板开缝,因此,Re大于2 752时波纹开缝比平板开缝综合效果更好。