管内周期性自旋流的强化传热实验

对间隔插入旋流片管内周期性自旋流的传热与流阻性能进行了实验研究,并比较了4种类型的旋流片及其不同旋流片间距的强化传热性能。结果表明,最佳旋流片间距Lp均在33d左右,旋流片强化传热的综合效果从大到小依次为:旋转角α=180°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=180°及旋流角β=38.1°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=38.1°的旋流片。

管内周期性自旋流强化传热的结构优化

在圆管内间隔插入多个旋流片的流道中,流体流动呈现周期性自旋流.用数值模拟方法对空气湍流情况的传热和流阻性能受相邻旋流片间距Lp、旋流角β和旋转角α3个因素的影响进行了分析,并得出旋流片的优化结构,而且实验验证了数值模拟预测的正确性.结果表明:α越大,传热性能越好,阻力越大;Lp越小,传热性能越好,阻力越大;β越大,传热性能越好,而阻力损失因受到摩擦阻力和形体阻力的综合影响而呈现非单调变化.旋流片的最佳结构参数为:旋流角β为20·3°,旋转角α为180°,相邻旋流片间距Lp为33d.与α相比,β对传热和流阻性能的影响更显著.

换热器传热强化性能评价方法分析

对换热器传热强化性能评价的各种方法进行了分析比较,对其中一个目前常用的评价准则进行了分析推导,证明该准则与实际情况较为吻合。分析结果对换热器传热强化性能评价工作具有一定的参考价值。

旋流片支撑缩放管管束的复合强化传热

提出了由旋流片支撑缩放管管束的管壳式换热器壳程结构,对壳程工质为空气时,4种类型旋流片和空心环分别支撑缩放管管束的传热与流阻性能进行了实验研究,并进行了相互比较。实验结果表明:工质为空气时,270-20.3、180-20.3两种旋流片分别与缩放管管束配合,均具有优良的复合强化传热性能。尤其是270-20.3旋流片与缩放管管束配合,当Reynolds数为2000～20000时,其强化传热综合评价因子比空心环与缩放管管束配合时平均高出18%。

螺旋椭圆扁管强化传热研究

在设计的油 水换热实验台上,对4种不同结构的螺旋椭圆扁管和2种尺寸的直椭圆管套管式换热器进行了实验研究,归纳出了管内换热及阻力公式,对4种螺旋椭圆扁管的传热和阻力性能进行了比较分析,证明螺旋椭圆扁管是1种很有应用前景的换热元件,特别是对高Pr(如各种油品)在低Re运行时层流或过渡流效果良好。

强化传热技术及其在硫酸转化系统中的应用进展

简要分析了强化传热技术的发展和研究方向 ,探讨了传热强化的途径和评价方法 ,并介绍了强化传热技术在硫酸转化系统中的应用。在此基础上 。

管内层流强化传热的数值模拟

通过数值模拟,研究了85%甘油在含旋流片缩放管管内的传热与流阻特性,并与光滑管、缩放管的传热与流阻特性进行了对比。研究结果表明,层流时含旋流片缩放管的综合因子大于缩放管,且缩放管内插入6个小角度旋流片具有更好的传热性能。在有旋流片段可以通过减薄边界层厚度与增加有效传热温差的双重途径提高传热速率,而在旋流片下游段则可以利用有效传热温差的缓变特性继续维持较大的传热速率,从而能避免过多的流体置换次数,极大幅度的降低流体的输送功耗。

缩放管内自旋流强化传热的场协同分析

建立了周期性单元模型,采用数值模拟方法分析了缩放管内带衰减性自旋流的三维湍流流动中的场协同现象,研究轴向不同位置速度场与温度场的演变过程。结果表明,切向速度对强化传热影响很大,自旋流纵向涡使轴向速度和切向速度在同一数量级;自旋流改善了湍流中心区与边壁区流体速度场与温度梯度场的协同程度,使传热得到了强化。

过程系统能量流结构模型及其应用

综述了过程系统能量综合优化的能量流结构研究与进展 ;重点介绍了过程系统三环节能量流结构模型 ,该模型基于对过程系统中能量演变共性规律的认识 ,定量地描述了过程系统能量流在转换、利用、回收过程中的平衡关系 ;概述了按照能量流结构进行过程能量综合优化策略和方法 ;指出了过程系统能量综合优化中能量流结构的进一步发展可以包容其他相关方面 ,如环境。

强化缩放管内湍流对流换热

An experimental investigation of air flow and heat transfer in three types of converging-diverging tubes is presented in this study. They have the same diameter, rib height and pitch, but the different lengths of the converging and diverging sections and their joint ways. The experimental results indicate that the heat transfer is enhanced when the length of converging section increases. A 12.4% increase of Nusselt number is observed and a 6.8% increase of friction coefficient is seen for the developed tube jointed linearly (DTL).Also a 5.27% increase of Nusselt number is observed and a 46.5% increase of friction coefficient is seen for the developed tube jointed convexly (DTC). The comparison results of Webb’s method show the DTL is better than OT in the range 1.5×10 4～4×10 4, but the DTC is not better than it.

来流不均匀分布对换热器传热的影响

建立了换热器壳程流速分布不均匀对传热性能影响的数学模型 ,并从管内轴向流传热与管外横向流传热两个方面 ,研究了换热器因流道来流流速分布不均匀而造成的传热负荷偏移 .研究结果表明 ,流速不均匀分布对换热器传热性能影响不大 ;在恒壁温、各流道间无热交换的条件下 ,当各流道流速不均达到 1 0 0 %时 ,换热器的传热负荷偏移在1 %以内 .

旋流片支撑管束的传热与流阻性能

提出旋流网板管壳式换热器,并对空气纵向流过旋流片支撑光滑传热管束的传热与流阻性能进行了实验研究。另外比较了270-38.1、180-38.1、270-20.3、180-20.3四种旋流片和空心环的强化传热性能。实验结果表明,270-20.3和180-20.3旋流片支撑光滑管束的强化传热评价因子η比空心环支撑的高出7%,而270-38.1、180-38.1、空心环的评价因子η相差不大。除了起到支撑管束作用外,270-20.3和180-20.3旋流片还具有良好的强化传热效果。实验结果可为对管壳式换热器的研究设计提供参考。

异形管内水力、传热性能的数值模拟

通过数值计算考察了横纹管、缩放管两种异形管内的流动与传热性能。计算时采用标准k-e 湍流模型;采用控制容积法对控制方程进行离散化;采用SIMPLE算法进行压力修正;代数方程采用超松弛法迭代求解。得出了在充分发展流时的传热努塞尔数、速度、摩擦系数及湍动能分布,并与光滑管内的流动传热进行了比较,分析了异形管在强化传热方面的机理。计算结果和实验值比较吻合。

平行流分隔板管壳式换热器壳侧流场与传热性能

A shell-and-tube heat exchanger with separated baffles parallel to segmental baffles was proposed, and an investigation on velocity distribution, heat transfer and flow resistance characteristics in the shell side of the proposed heat exchanger and traditional single segmental baffled shell-and-tube heat exchanger was reported. After the experiment, the empirical relations of heat transfer and flow resistance were obtained. The heat transfer enhancement comprehensive evaluation factor η was in the range from 1.15 to 1.20 for Reynolds number (1.25×10 4—3.35×10 4). The results indicated that flow field uniformization was enhanced in the shell side of shell-and-tube heat exchangers by two separated baffles parallel to segmental baffles and the performance of heat transfer was improved by controlling the dimension of vortices. The results could be used as reference in further research.

ERP技术在过程工业的应用研究

回顾ERP技术在国内外发展及应用概况 ,指出未来的ERP将是集管理、技术和信息为一体的协作商务系统。对于具有大批量连续性生产的过程工业企业 ,在过程系统技术与管理的综合集成的理论方法指导下 ,利用过程系统的结构模型 ,提出过程工业企业新一代ERP的结构模型框图 ,ERP分别与企业管理 (EM)、供应链管理(SCM)以及客户关系管理 (CRM)的综合集成 ,把企业和生产制造、营销活动以及客户利益紧密联系到一起 ,迅速提高企业整体的效率和经济效益。针对ERP实施成功率低的现实 。

甲烷重整热化学储能实验及数值模拟研究

通过等体积浸渍法,实验制备Pt-Ru/γ-Al2O3催化剂,对该催化剂进行活性、稳定性测试,并进行TG与TEM表征,然后建立二维固定床数值模型分析反应器内的温度场、流场与组分场分布。实验结果表明:该催化剂具有良好的催化效率及优越的稳定性,CH4在800℃时的转化率为94.1%,CO/H2比为1.03,在800℃下能连续运行500 h。模拟结果表明,建立的数值模型与实验值吻合较好,不同温度下的最大偏差不超过14.81%,能较好地反应固定床反应器内的热质传递与组分分布特性。

三种不同结构换热管管外传热特性的数值模拟

用Fluent数值模拟的方法对光管、横向和纵向掠过的圆形肋片管、纵向流开槽伞形翅片管的换热和阻力特性进行比较,同时研究5种不同α角的开槽伞形翅片管的流动、换热、阻力特性。结果表明:当管型排布方式及雷诺数相同时,纵向流开槽伞形翅片管的传热系数为普通光管的1.4～1.8倍,横向和纵向掠过的圆形肋片管为光管的1.1～1.5倍,不同α角的纵向流开槽伞形翅片管中,α=105°时的换热系数最高;开槽伞形翅片管的阻力是横向掠过的圆形肋片管阻力的0.25～0.75倍,但高于纵向掠过的圆形肋片管阻力,不同α角的纵向流开槽伞形翅片管中,α=105°时的阻力最小。

板棒式换热器传热性能分析(Ⅱ)——换热器结构的优化设计

以单位质量材耗的换热能力最大为目标函数 ,分析研究了不同雷诺数Re的操作条件下肋棒长度、直径及板厚之间的关系 .结果表明 :当雷诺数较小时肋棒才可有效地起到强化传热的作用 ,且随着肋棒直径的减小强化传热作用增强 ;当板厚为 3mm、雷诺数在 10 3～ 5× 10 3之间时 ,最佳肋棒长径比为 2～ 3.以上结果可作为板棒式换热器结构优化设计的参考依据 .

斜向冲刷圆管束的传热与流阻特性(英文)

对空气斜向冲刷圆管束时的管外传热系数与流动阻力进行了实验研究 ,并对实验结果作了分析 ,给出了实验条件下的传热与流阻关联式 ,为斜向冲刷圆管束设计提供了数据依据 .实验结果表明 ,斜向冲刷圆管束比横向冲刷时具有更好的综合传热效果 .

凹凸管传热与流阻性能的数值模拟

利用Fluent数值模拟软件,对凹凸管进行了流动和传热的三维数值模拟,得到了 管内的流动速度分布及温度分布,并将模拟结果与光滑管的结果进行了对比.结果表明, 在相同的流动速度下,凹凸管的阻力系数及传热膜系数都大于光滑管,且阻力系数之比随 雷诺数的增大而增大,而传热膜系数之比随雷诺数的增大而减小.在本数值模拟范围内, 雷诺数由2757.76增大到13788.79时,阻力系数之比由5.5308增大到8.3663,传热膜 系数之比则由2.289减小到1.585.综合评价结果表明,凹凸管的综合性能在低速时能得 到明显改善,说明凹凸管特别适合低速流时的强化传热.