热管换热器气流横掠热管束对流换热的计算

采用等雷诺效法对以高频焊接翅片管为热管元件的气-气热管换热器的传热特性和阻力特性进行了实验研究。通过对实验数据的回归,提出了相应的数学计算式,并根据对热管换热器现场使用结果的实测情况,对这些计算式进行了必要的修正,为热管换热器的设计提供了依据。     

天然气管道加热用浸没燃烧换热器设计及应用分析

浸没燃烧技术应用于天然气管道加热较为新颖,该技术核心在于换热器的设计。介绍了浸没燃烧换热器的设计方法,设计出200 kW浸没燃烧换热器并在北京某门站供暖期内投入使用,以解决调压器的冻堵问题。利用实测数据计算管内、管外对流换热系数,通过数据拟合计算得到额定设计工况下的实际综合传热系数,进而对设计综合传热系数进行修正。计算结果表明,设计综合传热系数的修正系数为1.56。再通过实际管外对流换热系数反算得到水浴最大流速值,拟合得到功率与水浴最大流速的关系式,利用加热装置在120 kW稳定运行时的实测数据进行验证,水浴最大流速计算结果误差率为6.67%,可以为相同类型的浸没燃烧换热器设计提供参考。     

四参数模式流变参数准确计算方法及其应用

通常根据牛顿流体所得剪切速率计算非牛顿流体流变参数,计算结果存在误差,不利于准确描述钻井液流变性及提高水力计算精度,因此需要修正其剪切速率。根据四参数流变模式本构方程,运用幂级数展开理论推导,得出了流体在水平旋转运动中的流变规律及剪切速率表达式。编制了流变参数计算程序,根据剪切速率计算式迭代修正剪切速率,再利用修正的剪切速率回归计算流变参数。应用不同类型钻井液数据及一组水力实测数据对文中计算方法进行了流变分析及水力计算评价。结果表明：未修正的剪切速率误差较大,修正剪切速率后所得流变参数能够更好地描述钻井液流变性;运用剪切速率修正后所得流变参数进行水力计算,压降计算精度提高0.5 MPa,井底附加循环当量密度（ECD）与实测数据吻合更好,表明该方法具有一定的理论与应用价值。     

液动射流式冲击器工作数学模型建立

从液动射流式冲击器活塞冲锤的受力分析入手，建立了活塞冲锤的运动方程，并求出了解析解，编制了液动射流式冲击器计算机辅助设计软件。液动射流式冲击器设计软件的计算结果与室内冲击器试验进行了对比拟合，实测值与计算值吻合的较好，误差小于6％，并通过软件模拟计算得出了各参数变化对冲击器性能参数的影响，为液动射流式冲击器的设计提供了理论依据。     

椭圆井眼同心环空赫巴流体流动规律研究及压降计算简化模型

因岩石和地应力的非均匀性易形成椭圆井眼,导致现有规则圆形井眼环空流动模型存在较大误差。为明确椭圆井眼同心环空赫巴流体流动规律,建立了解析模型和Fluent仿真模型,分析椭圆井眼对环空流速和压降梯度的影响规律;通过修正水力直径和引入有效黏度的方法建立了椭圆井眼同心环空压降计算简化模型,实现流动压降的准确快速预测,并利用解析模型、仿真模型和实测结果对简化模型有效性进行验证。结果表明:当流量一定时,轴向平均流速和最大流速随椭圆长短轴轴长比值的增大呈线性和指数型增加;无量纲压降梯度随椭圆长短轴轴长比值增大呈线性增加;简化模型与仿真模型、解析模型和实测结果均吻合较好,误差分别为±8%、±5%和±5%。研究成果为椭圆井眼同心环空流动压降准确快速预测提供了理论支撑。     

热管换热器的E-NTU设计方法

利用换热器无因次性能参量及其函数关系进行换热器热力设计的E-NTU法,适用于各类换热器设计。本文给出了E-NTU法设计热管换热器的程序及计算实例。经计算表明,用E-NTU法进行校核热力计算比常规的LMTD法简捷。     

管壳式换热器外导流筒的有限元分析

本文用QuickBASIC语言编制的轴对称有限元计算机程序,对管壳式换热器外导流筒结构进行了应力应变分析和计算,其结果与实测值吻合。     

用于能量回收的高温热管

本文在探讨高温热回收的途径中,研究了五种基本的换热器以及各自操作的原理和优缺点。研究结果说明,热管和板翅式换热器用于高温操作时性能较好。两者相比,热管的压降较低,且是全焊结构。因此,有更大的使用价值。 当前的问题是寻找一种基本上适用于500°F～800°F的热管工作流体,并积累足够的寿命试验数据。在800°F～1800°F的范围内,用液体金属热管所积累的大量数据表明,在此温度范围内工作良好。     

热管换热器设计计算的线算图法

针对热管换热器设计计算公式复杂,计算工作量大的问题,提出了采用线算图法进行气气热管换热器设计计算的方法。将热管换热器设计计算中的对流换热系数、流动阻力和携带传热极限计算公式均以线算图的形式表示,并给出计算实例。线算图法与常规计算方法相比,两者的计算结果相差很小,但线算图法更方便、简单,同时可以清晰地表示各参数对热管换热器性能的影响。     

管壳式换热器的结构性能优化及其工程应用

简介了管壳式换热器设计中Ｔｉｎｋｅｒ模型及Ｂｅｌｌ－Ｄｅｌａｗａｒｅ方法￣［１，２］，讨论了换热器结构性能优化的方法，建立了数学模型￣［３］，编制了计算程序。为工厂分别优化设计了无相变气—水换热器和有相变汽—水加热器。其结果表明，优化后的管壳式换热器，在同样的操作条件下，重量减轻了２０％～３０％，经济效益可观。     

浸没燃烧天然气加热装置水浴传热数值模拟

针对浸没燃烧天然气加热装置换热器换热设计计算时,由于水浴流动及传热的复杂性给设计工作带来的问题,结合国内首例装置实际运行情况,对装置的水浴传热过程进行仿真分析,并计算验证了根据加热装置运行的实测数据,使用经典传热公式反算出的管外水浴最大流速。模拟结果直观反映了水箱内部水浴流动及烟气与水浴间的换热过程。结果表明:①装置换热区域结构布置合理,气泡破碎效果较好,增大了高温烟气与水浴的接触面积,进而强化了气液间传热;②在换热过程中,气液两相流是以一个相对恒定的温度冲刷换热器的,换热稳定;③在换热器管壁处,烟气几乎不参与换热;④模拟计算的水浴流速最大相对误差为8.33%,为后续浸没燃烧天然气加热装置的研发和设计提供了一种可参考的计算水浴流速的数值模拟思路。      

热管传热性能对小型热管换热器散热效能影响

在零重力辅助下,小热管热阻是小型热管换热器散热效能的重要影响因素之一。基于集总参数法对于换热器系统数值计算的高效性思想,建立了热管、热管换热器的集总参数模型。对同一热管换热器选用不同传热性能的热管,在不同传热温差和流体质量流速下,就其散热效能进行了数值计算。计算结果表明,在零重力辅助下,热管换热器管内热阻存在一临界值Rcri。当热阻RHP≤Rcri时,管外热阻起主导作用,热管换热器的散热效能εh几乎不随热管管内热阻的值而变化。     

热管空气预热器优化的熵产分析

针对目前热管空气预热器优化设计方法中存在的问题,从传热过程中能量的数量、品质两方面对热管空气预热器的设计进行评价。即通过熵产分析,揭示换热器不可逆耗散产生的主要原因,在此基础上通过确定热力参数的最优化匹配,以提供热力学优化的具体途径和方法。优化后热管空气预热器的单位换热量所引起的熵增值与同类换热器相比达到最小,差异的程度即表明了优化性能提高的程度。     

板式空冷器筛板式液体分布器结构与流动规律的研究

板式空冷器是一种将板式换热器与空冷式换热器的优点结合在一起的新型空冷器。它既具有空冷式换热器节水效果好、环境污染小的特点,又综合了板式换热器传热效率高、流通面积大的特点,是一种先进的新型、高效、节能型换热设备。由于板式空冷器的板束为垂直设计,因此,介质进入板束时的均布水平对于空冷器的冷却效率有着重要的影响。通过对筛板式液体分布器的结构进行研究,得出其结构设计的基本思路与压降公式。     

基于Fluent的夹套式热管热交换器的数值模拟

将数值模拟计算方法和Fluent软件相结合,对夹套式热管进行三维数值模拟,研究了热管热交换器在余热回收系统中的特点和作用。根据夹套式热管热交换器结构特点及传热特征,建立了夹套式热管热交换器流动与传热的三维物理模型,采用非结构化网格划分,选用k-ε湍流模型和耦合传热法,研究了夹套式热管热交换器壳程温度场分布。结果显示,夹套式热管内沿工质流动方向温度层次明显,壳程靠近热管的部位温度梯度大。     

卧轮式FCC催化剂分级机的分级性能研究

针对流化催化裂化(FCC)催化剂生产中的细粉分级问题,设计了一种卧轮式气流分级机,系统研究了主、二次风量和分级轮转速等操作参数对其分级性能的影响,并依据流体力学理论计算了各实验条件下的分级粒径。结果表明：该卧轮式分级机能够获得较好的FCC催化剂分级效果,其牛顿分级效率可达到82.4%,分级精度指数可达1.54;理论计算的切割粒径与实验测量值吻合较好,最大相对误差不超过4%。研究结果可为该卧轮式分级机的设计与应用提供基础数据支持。     

聚丙烯粒料气力输送设计计算

介绍了气力输送装置的两种输送方式,并通过压送式气力输送装置的一个示例,对风送系统的计算方法、步骤,以及风量、输料管直径、输料管和连接件的压力损失等作了详细的设计计算,根据计算结果确定了鼓风机选型。     

大型热管空气预热器在一段转化炉上的应用

介绍了大型热管空气预热器的大庆化肥厂一段转化炉烟气余热回收系统应用的情况，通过对热管空气预顺应用性能和经济效益的分析，认为在化肥一段转化炉上采用大型热管换热器实现增产节能改造、具有节能效果突出、设备结构可靠、性能优良等特点，为在其他动力工程节能改造中应用热管空气预热器提供了可借鉴的经验