泵驱动回路热管能量回收装置性能的影响因素

提出一种泵驱动回路热管能量回收装置,用于回收公共建筑空调系统排风的能量,降低处理新风的能耗,并搭建实验平台,测试该装置在两种工况下的性能,分析工质质量流量、换热器换热面积和换热器迎面风速3种因素对装置换热量、温度效率和性能系数的影响,得出质量流量、换热面积和迎面风速的最优值。结果表明,夏季工况下,质量流量250 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为4.09 kW,性能系数为9.26;冬季工况下,质量流量300 kg·h^-1,换热面积58.0 m²,迎面风速1.8 m·s^-1时,装置的换热量为6.63 kW,性能系数为14.20。     

湿工况下平翅片传热传质实验与数值模拟

研究了湿工况下2排错列平翅片管换热器,迎面风速在0.77～3.06 m·s^-1范围内的传热特性：潜热换热量先是随迎面风速的增加而增加,当迎面风速增加到一定值后,潜热换热量受迎面风速的影响很小;与干工况相比,湿工况下空气侧的对流换热系数有所增加。在实验研究的基础上,为降低数值求解的难度,引入了“壁面反应”来模拟水蒸气在冷壁面的相变传热、传质过程,建立了湿工况平翅片管换热器空气侧三维传热、传质的简化模型。得到了湿空气的温度分布及水蒸气组分分布,并用场协同理论就迎面风速对传热、传质的影响进行了分析。将数值计算的结果与实验数据进行了对比,两者吻合很好。     

工业乏汽余热回收供暖能量分析模拟研究

当前节能降耗是社会发展的重要原则,结合回收工业余热实现我国北方地区部分城镇冬季供暖,符合我国经济社会发展需求和原则。通常工业余热品味较低,代表性的有加热蒸汽排放的乏汽,工业乏汽特点是流量大、压力低、温度低,工业乏汽的热量回收需要换热面积巨大的换热器。运用软件模拟研究了一定工况条件下压缩乏汽余热回收流程,通过分析流程中物流温度、压缩机功率、换热量和余热回收换热器对数平均传热温差之间的关系,指出增加压缩机加压乏汽可以提高余热回收换热器传热推动力减小余热回收换热器换热面积,同时可略微增加乏汽回收的热量。     

热电制冷液体冷却散热器的实验研究

旨在开发一种新型热电制冷液体冷却装置,解决微电子设备芯片超频运行后的冷却问题。通过搭建实验测试平台,对该新型冷却装置在不同热通量、不同工况以及热电制冷器(TEC)在不同工作电压下的传热性能进行了实验研究。研究表明,限定热源表面温度(65℃)时,该散热器在实验风速7~13 m·s-1的条件下,最大散热能力可达45.2 W·cm-2,装置最低总热阻为0.107℃·W-1;当热通量为28.5 W·cm-2、风速为9 m·s-1和13 m·s-1时,TEC工作在最佳电压值下,使热源表面温度分别降低4.0℃和4.6℃。实验结果同时表明,新型热电制冷液体冷却装置的制冷性能与TEC工作电压相关,当热通量为28.5 W·cm-2、风速为9 m·s-1和13 m·s-1时,最佳工作电压分别为28 V和32 V。     

小管径CO2蒸发器换热性能

为进一步优化适用于低蒸发温度的CO₂蒸发器性能，建立CO₂翅片管式蒸发器数学模型，探究在低蒸发温度-35℃、制冷剂流量0.06 kg/s、进风干球温度-25℃、风速1—3.5m/s条件下，5种不同换热管径及流路数对CO₂蒸发器的换热量、传热特性、压降特性的影响，并搭建CO₂跨临界双级压缩制冷试验台对蒸发器进行性能测试，验证蒸发器模型的准确性与可靠性。研究结果表明：迎面风速的增加可以提高蒸发器换热特性和增大管内外侧压降，但迎面风速过大反而会使管内换热系数降低；小管径在CO₂蒸发器的应用，可以显著提高换热性能，5 mm管径蒸发器空气侧与制冷剂侧换热系数相比于6.35 mm管径换热器分别最大提高15%和45.91%;通过增加流路数可以明显改善小管径蒸发器压降过大问题，为用于低温制冷的CO₂蒸发器性能优化与推广提供参考。     

用于空调能量回收的板式脉动热管换热器

为提高脉动热管换热器在空调系统排风能量回收中的换热效率,提出了一种新型并联槽道板式脉动热管及由其组成的换热器。首先对单片热管在空调排风夏季工况下的能量回收情况进行了传热性能实验研究,影响因素包括槽道当量直径、充液率、工质种类、风速、风温、微倾角;然后对一组由7片热管顺排形成的板式脉动热管换热器的换热效率进行了计算。研究表明：新型板式脉动热管的适用工质为R141b,最佳充液率为25%;传热性能随新风温度及风速的升高而增强,新风、排风温差小于6℃时热管不启动;随风速增加,换热量增加,但换热效率有所降低;给定工况下板式脉动热管散热器的换热效率为44.1%;微倾角可使空调能量回收系统在保证良好换热效率的同时实现换季不换向,热管安装宜采用+2°左右的微倾角。     

某加氢装置热能综合利用及优化分析

本文主要对某加氢装置换热网络优化和提高换热器换热效率以实现热量综合利用讨论分析。通过计算发现,将100℃物流的热量加以回收,对原料过滤温度和产品换热流程进行优化,可大幅实现装置降本增效。同时利用装置检修对换热器进行清洗,提高换热器换热效率,在降低装置能耗的同时,从根本上解决装置运行瓶颈。     

能量回收多级液力透平机组性能测试与评定

结合生产工艺流程与现场实际要求,研制了年产120万吨加氢裂化装置能量回收多级液力透平机组,入口额定压力13.43MPa,出口额定压力0.60MPa。单级回收功率不低于6.3k W,总回收功率不低于56.7k W。现场运行试验结果表明:该装置各项性能基本满足设计要求,由于处于小流量工况下运行,在额定点的性能和回收效率与要求存在一些偏差。     

反渗透海水淡化能量回收装置的研制

介绍了自主研制的反渗透海水淡化水压阀控式能量回收装置(HVCPX-1000)的工作原理和特点,并对其过程特性进行了研究.结果表明,HVCPX-1000能量回收装置的盐水处理量约65 m3·h-1,工作压力约6.0MPa,能量回收效率达96.27%,系统压力、流量波动均较小.     

蒸发式冷凝器管外水膜传热性能实验研究

在一个单级压缩制冷循环系统中研究了蒸发式冷凝器管外水膜的传热性能.建立了蒸发式冷凝器管外水膜传热性能测试实验平台,调节不同操作参数,测试了喷淋密度和迎面风速对管外水膜传热性能的影响.结果表明,在实验条件下,管外水膜传热系数的实验值介于511.6～763.57 W·m-2·K-1.喷淋密度从0.023 kg·m-1·s-1增至0.059 kg·m-1·s-1和迎面风速从2.1 m·s-1增至3.3 m·s-1,实验条件下管外水膜传热系数的平均变化率分别为增加47.3%和减少5.5%,可见,管外水膜的传热主要受喷淋密度的影响.另外,通过对实验数据回归得到了管外水膜传热系数计算关联式,回归相关系数R为0.98,标准偏差为7.5%.最后,将实验关联式和国内外学者的关联式进行比较,表明实验得出的管外水膜传热系数计算关联式具有较好的一致性.管外水膜传热性能的实验结果对蒸发式冷凝器的设计和实际应用具有一定的指导意义.     

高通量换热器用于低温发电系统的研究

针对高通量换热器用于有机朗肯循环（organic Rankine cycle,ORC）低温发电系统进行了理论研究,以芳烃装置二甲苯塔余热回收为实例,选取6种工质运用Aspen Plus模拟软件分析了普通光管蒸发器夹点温差对ORC系统的影响,并将使用高通量蒸发器时ORC系统的发电性能与使用普通蒸发器时进行了对比分析。结果表明：芳烃装置ORC发电系统蒸发器夹点温差越小,发电性能越好,但小于10℃后普通换热器面积急剧增大,成本升高,限制了ORC系统发电性能的提升。以最佳工质R601夹点温差12℃时作为基础工况,高通量蒸发器的总换热系数比普通蒸发器可增加26%以上,使用高通量蒸发器比普通蒸发器的换热面积减小21%,若换热面积保持不变,夹点温差可减小2.5℃,此时ORC系统的净输出功率可增加约49kW,R601流量减少1559kg/h,发电性能得到了提升。     

硫酸装置除氧器乏汽回收节能技改

针对硫酸装置除氧器乏汽排空造成热量损失、影响周边环境的问题,进行节能技改,新增一台换热器。介绍除氧器乏汽回收存在主要问题,对换热器换热面积进行计算。技改后,每小时回收热量6 804 MJ,折合标准煤232 kg,回收冷凝水2.68 t,取得较好的社会和经济效益。     

平直开缝翅片和波纹翅片管换热器换热特性的数值模拟

采用FLUENT数值模拟方法,研究了平直翅片、平直开缝翅片、正弦波纹翅片和均匀倾角波纹翅片4种形式的翅片管换热器的空气侧流动和传热特性。分析出2种不同的波纹形式以及翅片开缝对翅片管换热器换热特性的影响。改变进口风速,在不同雷诺数的工况下,得到4种换热器的换热量Q、努塞尔数Nu、压降△P以及阻力因子f等与进口风速u和雷诺数Re的关系。结果表明进口风速增大,雷诺数增加,可显著提高换热器换热量,然而同样带来更多的阻力损失。翅片开缝对传热能力有明显的提升作用,波纹翅片在提高换热效率的同时阻力损失增加较小。     

转化过程气体换热器的副线调节性能——温度的影响

对转化过程采用圆缺形折流板和双圆缺形管束排列的气体换热器 ,推导出操作气量负荷率、管壳程副线率以及换热面积富裕系数与换热器管壳程进出口温度变化值之间的定量解析关系式 ,它们仅是换热器管壳程进出口温度设计值的函数。管壳程进出口温度变化共有 58种组合形式。最小换热面积富裕系数为温度变化引起换热量变化及换热器平均温差变化两部分的乘积。     

装有密封器的管壳式换热器的实验研究

通过在壳程内安装密封器件,对传统的管壳式换热器进行了结构改进。密封器堵住了折流板与壳体之间的间隙,有效地消除了换热器壳体内部的流体短路现象。实验结果表明,换热器安装密封器后,壳程的对流换热系数增加20%—25%,总传热系数增加15%—19%,有效地提高了换热器的换热性能。虽然换热器壳程的阻力损失有所增加,但泵耗功率的增量小于10 W,相对于换热量的增加可以忽略不计。此研究对换热器的节能优化设计有着重要的指导意义。     

高效闭式冷却塔的优化设计及节能运行

研究分析了闭式冷却塔设计过程中运行参数的调整优化对换热器换热面积、压降的影响。以降低盘管换热面积、空气外掠管束压降、管程压降为目的,分别控制管内工质流速、喷淋密度、配风量、迎面风速,分析其对换热面积和压降的影响程度,并借助MATLAB数据分析得到最优运行参数。结果表明:盘管错排布置、工质流速1.2 m/s、喷淋密度0.12 kg/(m·s)、配风量175 m3/(kW·h)、迎面风速3.0 m/s时,可以使闭塔的换热面积和压降综合最小,从而达到所设计闭塔的初投资成本和运行费用综合最小。     

低GWP工质空调冷凝器性能模拟计算

建立了翅片管式冷凝器的稳态分布参数数学模型,考虑了冷凝器内部的实际流动状态,包括压降和流动型态,用Visual Basic计算机语言编写了翅片管式冷凝器模拟计算程序,并利用R22的计算结果与文献中的实验结果进行了对比验证,得到了较好的一致性。基于此模型模拟了低全球变暖潜能（global warming potential,GWP）工质R290、HFO1234yf和HFO1234ze在冷凝器内的流动换热特性,分析了改变迎面风速、制冷剂质量流量以及管内径尺寸时换热量和压降的变化情况,并与现在广泛使用的R410A进行了性能的对比分析。结果表明,稳定风速时R290换热量最大,HFO1234yf最小;相同情况下HFO1234yf和HFO1234ze最容易达到过冷状态;压降相同时,R410A的质量流量最大,R290的最小;换热量相同时,HFO1234yf的质量流量最大,R290的质量流量最小。为低GWP工质翅片管式冷凝器的优化设计和系统匹配以及制冷剂的替代提供理论基础。     

CO_2气体冷却器的设计及实验研究

CO2跨临界循环中,气体具有较大的温度滑移并与冷却介质温升过程相匹配,使其在热泵循环方面具有独特的优势。为了优化气体冷却器的性能,提高CO2热泵系统的性能。文中设计了CO2热泵热水器气体冷却器并进行了实验研究。根据Gnielinski换热关联式对套管式气冷器进行结构设计,气体冷却器的长度取14 m,内管内径6mm,外管内径14 mm,壁厚1 mm。利用CO2热泵系统实验台,在不同工况下进行了实验,热泵系统的平均性能系数COP为1.8,平均瞬时冷凝功率1 400 W,总换热系数平均值745 W/(m2·K)。     

地源热泵U型光管与翅片管换热性能对比研究

分别建立实际工程尺寸的U型光管和内部加纵向翅片的U型管模型,采用FLUENT软件对这2种换热器的换热性能进行数值模拟,研究了工质进口流速、进口温度、钻井深度和回填材料导热系数对这2种换热器换热性能的影响。结果表明:增大流速和减小钻井深度对U型翅片管换热器换热性能的改善较U型光管换热器显著,而进口温度和回填材料导热系数的增大对2种类型换热器单位井深换热量的影响基本相当;增加翅片长度和宽度可有效改善换热情况。文中计算结果可为强化埋管换热器的换热提供依据。     

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。