水平强化管管外R407C降膜蒸发换热特性实验研究

搭建降膜蒸发实验台,对水平布置的强化管单管外的降膜蒸发换热特性进行了实验研究。实验强化管外径为19 mm,有效长度为2 500 mm。实验采用一种新型布液器,布液采用滴淋方式,以R407C为管外降膜蒸发工质,与管内热水进行热交换,分别在变蒸发管管内流速(1、1.5、2、2.5、3m/s)、变喷淋量(0.08~0.16 kg/(m·s))、变蒸发温度(2.5~16℃)和变热流密度(15~40 k W/m~2)的情况下进行实验,得到了R407C在管外降膜蒸发时的特性:随着热流密度的增加,传热系数不断增大;随着喷淋量的增加,传热系数先增大后减小,降膜蒸发存在一个最佳喷淋量;随着蒸发温度的升高,传热系数不断增大。同时分析了强化传热的原理。     

R410A/R404A/R407C在T型翅内螺纹水平管外的降膜蒸发换热研究

为分析R410A、R404A、R407C在T型翅内螺纹水平强化管外降膜蒸发的换热特性,分别在变喷淋密度(0. 047～0. 113 kg/(m·s))、变蒸发温度(0～16℃)以及变热流密度(10～40 k W/m~2)条件下进行了实验,采用"Wilson"图解法以及热阻分离法进行实验数据处理,得到了3种制冷工质在管外降膜蒸发时的换热特性。结果表明:随着喷淋密度的增加,R410A、R404A和R407C 3种制冷工质的管外降膜蒸发传热系数先增加后减少,存在最佳喷淋密度,分别为0. 092、0. 088和0. 095 kg/(m·s);随着蒸发温度的升高,R410A和R404A的管外降膜蒸发传热系数先减小后增大,而R407C的管外降膜蒸发传热系数则一直在增大,但均小于R410A和R404A;随着热流密度的增加,3种制冷工质的管外降膜蒸发传热系数也随之增大,其中,R410A的换热性能最好,R404A次之,R407C最差。通过传热分析以及实验数据拟合,得到了3种制冷剂的降膜蒸发传热关联式。     

水平管降膜蒸发器传热传质实验研究

水平管降膜蒸发器因传质传热系数高而被广泛应用于淡化水处理中。搭建了水平管降膜蒸发传热实验台,通过对实验结果的归纳,得到了水平管降膜蒸发器的蒸发量随喷淋密度、蒸发温度、热通量的变化规律及热量利用率随蒸发温度的变化规律。结果表明,热通量范围不同时,蒸发量随喷淋密度的变化规律不同;蒸发量随热通量的增大而增大,随蒸发温度的增大而增大;热量利用率随蒸发温度的增大而增大。     

水平管外降膜蒸发传热实验研究

以水为工质,对直径为19 mm的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。实验通过测量管表面和饱和蒸气温度,计算得到平均和局部传热系数。由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响,并与直径25.4 mm铝黄铜管降膜蒸发传热系数进行比较,讨论局部传热系数随周向角度的变化。结果表明,在实验范围内,管外平均传热系数随温度的升高而增大,随喷淋密度的增大先增大,后略微下降。小管径管的降膜蒸发传热系数大于大管径管的传热系数。     

功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究

研究了处理表面镀铬铝管、PTFE铜管和纯铝氧化管水平管降膜蒸发传热，研究了喷淋密度、热流密度、管内蒸汽速度和管表面处理对降膜蒸发传热特性的影响。实验结果表明：在表面蒸发区，水平管降膜蒸发传热系数随热流密度的增加而提高，随喷淋密度增大先降低后升高，冷凝例传热系数基本保持不变。总传热系数对操作条件变化很不明显，表面阳极氧化膜使传热系数略有下降，但由于其优良的抗垢时蚀性能，非常有必要再进行深入地研究。     

基于有限元方法的溴化锂降膜吸收传热传质的数值研究

吸收器是吸收式制冷系统的重要部件。溴化锂溶液的降膜吸收是吸收器中最常见的传质传热形式之一。通过对溴化锂溶液在降膜吸收过程中传质和传热特性的分析,使用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件,建立了溴化锂溶液和水蒸汽降膜吸收的物理数学模型,计算了液膜内部温度和质量分数的分布、界面处传质通量、界面处传热通量、传质传热速率和液相传质传热系数。根据计算结果分析了喷淋密度对平均传质通量、平均传热通量和平均传质传热系数的影响。结果表明:平均传质系数和平均传热系数均随着喷淋密度的增大而增大;平均传质通量和平均传热通量均随喷淋密度的增大而先增后减。     

海水淡化中降膜蒸发过程的实验研究

由于横管降膜蒸发具有传热系数高、热耗低、可利用低品位能源等优点,横管降膜蒸发技术成为低温多效海水淡化技术中应用最广泛的方法.搭建了单管横管降膜试验台,观测了横管降膜蒸发的流动过程,研究了横管降膜蒸发过程中的流动特性和传热特性,归纳了管间距、喷淋密度对横管降膜蒸发过程中流动特性和传热特性的影响.实验结果表明:喷淋密度的增...     

海水淡化中水平管降膜蒸发器传热传质的研究现状

水平管降膜蒸发器广泛应用于制冷、食品和海水淡化领域,其传热传质过程直接影响到整个蒸发器的性能,因而受到各国研究者的重视。介绍了水平管降膜蒸发器的传热传质过程及影响因素,通过对传热温差、蒸发温度、热通量、喷淋密度、管束布置方式等对液膜厚度、液膜流动状态、热阻、液体黏度、表面张力等的影响分析进而得出其对传热传质过程的影响。     

热电联供系统中烟气冷凝传热性能试验研究

针对烟气余热不能充分回收的问题,对能够充分回收烟气余热的新型热电联供系统中的烟气冷凝热回收设备进行试验研究,重点研究该工况下光滑管烟气冷凝设备的传热性能.研究结果表明,在该试验工况下,干式、冷凝段传热系数可达60 W/(m~2·K),冷凝段传热系数为90～100 W/(m~2·K),冷凝段传热系数约为干式段传热系数的1.5～1.7倍,并整理了该工况下的传热准则关系式,为该系统型式的推广应用提供设计与运行依据.     

低温地热双循环式发电系统横管喷淋降膜蒸发器传热性能实验研究

以R245fa为工质,搭建有机朗肯循环（ORC）发电系统横管喷淋降膜蒸发器传热测试平台,研究有机工质喷淋密度,地热水初温及流率等因素对管外换热系数的影响。实验结果表明：随着有机工质喷淋密度、地热水初温、地热水流率的增大,传热系数均先增大后减小。最后,根据实验结果,对现有横管喷淋降膜蒸发器的管外传热系数经验公式的参数进行修正。     

水平管降膜蒸发传热系数影响因素的实验研究

搭建水平管降膜蒸发实验台,分别进行实验流体为海水和纯水的实验,将其结果在不同热流密度、雷诺数(Re)、蒸发温度等条件下进行比较。研究结果表明,在小温差和较低雷诺数下,热流密度对水平管降膜蒸发传热系数基本无影响;两种流体的传热系数均随雷诺数的增大而出现先增后减的趋势;随蒸发温度的升高,海水的传热系数逐渐降低,淡水则逐渐升高;两种流体具有不同的水平管降膜蒸发临界雷诺数。     

高效宽负荷率超超临界锅炉垂直管圈水冷壁在低质量流速下的传热特性

在压力p=21~29.8 MPa、质量流速G=600~1 100kg/(m~2·s)、热负荷q=330~793kW/m~2工况范围内,对低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了实验研究,并根据实验数据得到了近临界压力区和超临界压力区的传热实验关联式.结果表明:在近临界压力区,亚临界部分的传热特性好于超临界部分的传热特性,质量流速增大能推迟传热恶化,热负荷增大则使传热恶化提前发生,内螺纹管抑制膜态沸腾(DNB)的能力有所减弱;在超临界压力区,压力越低,大比热容区内强化传热作用越显著,在其他条件一定时,超临界水的热物性变化对管内传热的作用由质量流速和热负荷共同决定;质量流速不变,继续增大热负荷,大比热容区内的传热将由强化转变为恶化.     

稠油废水降膜蒸发的传热与垢阻

为彻底解决稠油开采带来的废水问题,设计降膜蒸发的实验方案。建立传热系数的物理模型和实验测定的方案,从理论和实验两方面研究稠油废水在降膜蒸发浓缩过程中,传热系数和垢阻的关系。实验结果表明:稠油废水蒸发过程中,蒸发器的传热系数随着蒸发负荷的升高,变化比较小;蒸发器的垢阻受废水线速率和传热温差的影响比较大;传热系数的模型考虑到蒸发侧垢阻的影响是合理的。在选定好阻垢剂的前提下,宜将蒸发负荷控制在20L/(m2·h),线速率控制在1.5~2.0L/(m·s)。     

水平管外降膜蒸发传热特性的数值模拟

为深入研究液膜内的微观传热机理,对水平管外降膜蒸发的传热特性进行了数值模拟,获得了液膜厚度、液膜流动速度和传热系数等热力参数在液膜内的分布特性。通过与实验数据的对比验证了数学模型的准确性。研究结果表明:在饱和蒸发温度62℃、传热温差2.8℃、管外径25.4mm和液膜入口速度0.071~0.15 m/s条件下,沿圆周方向,液膜厚度减小,传热系数增加,直至达到液膜热力发展区,膜厚和传热系数趋于稳定;受液膜内温度变化的影响,液膜内的粘度、表面张力和导热系数的变化对液膜传热特性产生显著影响。     

波纹换热管管内强化传热实验研究

管内以水为介质,管外以饱和蒸汽为热媒,通过实验研究了φ5／φ19波纹管的传热特性。测试了 RP=1800~24000的换热系数,并通过拟合获得了该种规格波纹管的传热准则关系,并表明波纹管具有 良好的强化传热性能,传热系数比光滑直管大2.5~3倍;波纹管加工尺寸误差对传热性能的影响不明 显。     

外波纹管管外降膜流动过程液膜厚度及速度分布特性

针对外波纹管管外降膜流动过程,采用实验结合数值模拟的方法,考察了液体喷淋密度、管间距和管径变化对液膜厚度周向分布的影响,并与光滑管进行了比较,同时分析了外波纹管管外液膜速度分布特性。结果表明:光滑管外液膜厚度由上至下沿周向呈先减小、后增加的趋势,在90°～120°之间液膜最薄;外波纹管去除波纹间凹槽内的液体后,波纹外的液膜厚度数值及其周向分布规律与相同直径的光滑管相似,周向平均液膜厚度随着液体喷淋密度的增加、管间距及管径的减小而增大;液膜沿周向分布的均匀程度及流动速度大小均与液膜厚度有关,波纹外液膜沿周向分布的不均匀性随着液膜厚度的增加而增加,气液界面处的液体速度沿周向分布规律与液膜厚度分布规律相反;相邻两波峰间凹槽内的液体存在局部循环流动。     

内表面烧结型多孔管的流动沸腾换热

采用流动沸腾传热试验平台,研究了2 m长铁基烧结型内表面多孔管竖直管内流动沸腾传热特性,利用流动沸腾传热学基本原理及公式计算了传热过程中的热通量、沸腾传热系数及相关参数,并考察了过热度和流速对多孔管流动沸腾传热性能的影响.结果表明:烧结型表面多孔管的流动沸腾传热能力优于同条件下的光滑管,内表面沸腾传热系数是同尺寸光滑管...     

水平管外降膜蒸发微观传热特性

为了深入探究水平管降膜蒸发的微观传热特性,采用基于VOF法的计算流体模型对水平管外降膜蒸发进行数值模拟,通过求解控制方程得到液膜内的温度场和速度场。分析了不同入口边界温度和Re数下管外薄液膜内热边界层、无量纲温度和局部传热系数的微观传热特性变化规律,定量给出了热发展区与充分热发展区的边界位置。模拟结果表明:液膜入口温度越高,液膜热发展区覆盖的圆周角度越小;液膜内的热发展区覆盖的角度随Re数的增大而增加是平均传热系数随Re数增大的原因;管外圆周方向无量纲温度分布证明了液膜中的传热包含导热和对流传热;管外液膜内纯导热系数与局部传热系数的差值随倾斜角的增加而减少是由于对流效应沿管圆周方向减弱引起的。     

超临界CO_2在内凸管内对流传热强化试验研究

以超临界CO_2为工质,试验研究其在内凸管内的对流传热特性,并与相同工况下的光滑管试验作对比,由此获取内凸管结构对超临界CO_2传热过程的强化效果。试验参数范围:系统压力7.6～8.4 MPa、质量流速400～700 kg/(m~2·s)、热流密度100～200 kW/m~2、流体温度18～64℃和雷诺数1.2×10~4～4.9×10~4。对比了相同工况下内凸管与光滑管换热过程的努赛尔数及阻力系数,并采用综合性能指标PEC来定量评价内凸管传热强化效果。结果显示,内凸管结构能以较小的阻力代价获取较高的传热系数增幅,其综合性能指标PEC为1.24～1.52,表明内凸管能有效强化超临界CO_2的对流传热。根据试验数据,拟合了适用于该文内凸管的传热关联式,预测误差小于±10%。     

一体式再生燃料电池温度和热流密度非原位同步测量

一体式再生燃料电池的热流密度和温度分布的研究对电池热管理具有重要的意义。本文将自制的薄膜传感器植入一体式再生燃料电池中,进行非原位实验研究。在给定不同气体预热温度下,测量了一体式再生燃料电池内部热流密度和局部温度,并根据已得到的温度和热流密度计算出局部表面传热系数。结果表明,在不同的气体预热温度下,流道内气体的温度和气体扩散层表面的温差维持在3℃左右。气体扩散层表面的热流密度整体呈现出下降的趋势。靠近加热棒处的温度最高,但热流密度最低。相同的气体预热温度下,流道内气体和气体扩散层表面的温差对换热量的影响要大于温度梯度的影响;气体预热温度的上升对表面传热系数h的影响不大。30℃时,表面传热系数h值在450 ~ 750 W/(m²?K) 之间。40℃时,表面传热系数h在450 ~ 650 W/(m²?K)之间。