蒸发器管内沸腾传热强化方法研究进展

管内沸腾传热广泛应用在化工、能源动力、制冷和空调行业中,为了强化蒸发器管内沸腾传热,以节约能源消耗和缩小换热设备尺寸,大量的管内沸腾强化传热方法被研究和应用。根据强化传热的实现方法,将各种强化方法分为换热管强化法、管内插入物法、添加剂法和管外辅助强化法。回顾了各种强化方法的研究进展,对其优缺点进行了总结,并对管内沸腾强化技术提出了展望。     

一种新型变截面换热管强化传热性能

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究,并在传热强化理论的指导下,开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明,该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热,而其流阻增加较小,具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内,变截面换热管的Nu和η均随L1/di或L2/di的减小而增大,且η2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。     

一种新型变截面换热管强化传热性能

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究,并在传热强化理论的指导下,开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明,该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热,而其流阻增加较小,具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内,变截面换热管的Nu和η均随L₁/d_i或L₂/d_i的减小而增大,且η>2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。     

扭曲扁平管结构对管内传热强化与阻力特性的影响

采用CFD数值计算方法,以水-空气为换热系统、水为管内流体,研究了扁平度、扭距等结构和流动参数对扭曲扁平管传热强化和阻力特性的影响规律,建立了适用于扭曲扁平管对流换热系数和Fanning摩擦因子的准数关联式。结果表明:扭曲扁平管产生的二次流对管内对流传热起到强化作用,雷诺数Re为6 000~18 000时,综合传热性能评价因子η为1.01~1.61;增大扁平度能够提高扭曲扁平管的综合传热性能;减小扭曲比虽然能够提高扭曲扁平管的对流换热系数,但阻力损失增加,且不利于提高扭曲管的综合传热性能。     

管内丝网强化传热及防垢技术研究与应用

介绍了1种通过在换热管内设置可往复运动的丝网来强化传热及防垢的技术方法.以某汽一水换热器为应用对象,试验研究了换热管尺寸为φ25 mm×2.5 mm,管内丝网钢丝直径分别为0.5、0.8、1.0 mm及不同钢丝间距时换热管的传热和阻力性能.试验结果表明,丝网钢丝直径为1.0 mm、钢丝间距为28mm时换热性能最佳.将该丝网应用于汽-水换热器的更新改造,并对改造前后设备的性能参数进行了对比,工业应用结果表明,采用该技术后,可减少设备换热面积约48%,且具有良好的防垢作用.     

管内旋流场综合性能研究进展

针对目前换热设备的强化传热和防除垢问题,介绍了管内插入物、表面凹槽以及复合强化传热等几种管内旋流技术。管内插入物可破坏流体边界层,实现在线自动防除垢和强化传热,但插入物本身易因磨损导致换热效率下降;表面凹槽技术可对管内外流体实现双向传热,流体阻力与其它技术相比较小,但制造工艺相对复杂;复合强化传热技术传热能力较高,可综合各种传热技术的优点,且综合性能要比单一技术要高。对以上几种主要管内旋流技术进行分析比较,并提出未来管内旋流技术的主要发展趋势将以复合强化传热技术为主。     

管内冷凝强化传热方法研究进展

管内冷凝现象经常存在于各种冷凝器中,为了强化管内冷凝换热,以节省能源和缩小设备尺寸,大量的管内冷凝强化传热方法被研究和利用。从实现方式的角度出发,将各种强化传热方法分为换热管处理法、插入物法、外部辅助强化法。回顾了各方法的研究进展,同时对各方法的优缺点进行了总结。     

内置螺旋弹簧换热管内流动与传热三维数值模拟

为研究内置螺旋弹簧换热管单管强化传热原理,采用Fluent软件对内置螺旋弹簧换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟,考察了弹簧的应用对管内流场、压降和换热性能的影响,并分别取螺旋弹簧节距p分别为2 mm、4 mm、5 mm初步研究了弹簧的节距对强化传热效果的影响。模拟结果显示：弹簧管内流体呈螺旋流动状态,管壁附近流体切向速度和径向速度有一定程度的提高,从而加剧了管内流体的混合及边界层的扰动,充分换热,弹簧管进出口温度差较光管有所增加,最高增加了0.9 ℃;相同雷诺数条件下,内置螺旋弹簧换热管Nu数均高于光管,而压降和阻力系数相比光管有明显增加,随着弹簧节距减小换热增强而摩擦阻力系数增加。     

内插螺旋弹簧换热管传热特性试验研究

对内插螺旋弹簧管和光管的换热及其阻力特性进行了试验研究,结果表明,内插螺旋弹簧的存在增加了对管内流体流动的扰动,使换热管具有较好的传热效果。内插螺旋弹簧换热管的强化传热综合性能比光管提高了1.57～2.54倍,内插螺旋弹簧管的综合性能好于光管。     

高效复合强化换热器的管程性能

通过搭建内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器传热与压降性能测试平台,对内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器的管程传热和流阻性能进行了实验研究,以实验数据为基础拟合得到其对流传热系数和流动摩擦阻力系数与管内流体Reynolds数的计算准则关系式,将内螺纹扭曲椭圆管与光滑圆管、内螺纹圆管、光滑扭曲管的管程传热、流阻以及综合性能进行对比分析,结果显示内螺纹扭曲管流动阻力略高于其他类型的换热管,传热效果和综合性能明显优于其他类型换热管。内螺纹扭曲管作为一种内螺纹和扭曲扁管强化传热技术的叠加技术,强化传热效果明显,具有重要的工程应用价值。     

管壳式换热器强化传热进展

管壳式换热器在石油化工领域应用广泛,其强化传热技术的研究受到普遍关注。主要介绍了近年来国内与国外高效节能管壳式换热器强化传热技术研究的进展情况,分别从管侧、壳侧和整体结构改进三方面分析了管壳式换热器的强化传热效果及特点,最后提出了强化传热的发展方向。     

Boiling Heat Transfer Enhancement of Water/Salt Mixtures on Roll‐Worked Enhanced Tubes in Compact Staggered Tube Bundles

An experimental study was performed for the boiling heat transfer enhancement of water/salt mixtures on both plane and roll‐worked enhanced tubes in compact staggered tube‐bundle evaporators under atmospheric and increased pressure conditions. The effects of tube spacing, position of tubes, test pressure and salt‐water concentration on the boiling heat transfer characteristics in restricted spaces of compact tube bundles consisting of plane and roll‐worked tubes were investigated. The experimental results indicate that the single roll‐worked tubes in a bulk liquid have a greater boiling heat transfer promotion than the single plane tubes. For the plane tubes in compact tube bundles, the effect of tube spacing on the boiling heat transfer is very significant. The boiling heat transfer has a maximum enhancement when the optimum tube spacing is selected. For the roll‐worked tubes in compact bundles, the effect of tube spacing on the boiling heat transfer is also significant as the tube spacing is small. The boiling heat transfer still has a maximum value and a compound enhancement effect of the boiling heat transfer from both the optimum tube spacing and the surface treatment is observed for the enhanced tube bundles.     

ENHANCED HEAT TRANSFER OF GLASS TUBE HEAT EXCHANGER

The enhancement of convective heat transfer in a glass tube heat exchanger was researched.A simple and efficient method using spiral wire turbulence promotors in the glass tube isrecommended.A series of experiments were conducted,and thetlon have been obtained.Performance evaluations Nr the enhanced heattrans比r In this heatexchanger are su门niii ed up and discussed Based on the vlewp01nt Of止berinodynaffi1CS,止he avaHableenergy lossof the heat transfer swtern Inside the tube Is analwed to determine and evaluate the over-all趴ct oQthe enhanced heat transfer,The mechanism ofenhanced heat transfer]n the glass tubeand the Influence of turbutlvlty In the fough tube are also analysed and discussed.     

横纹管强化吸收器的传热传质实验研究

在吸收式热泵的吸收器中,利用LiBr水溶液为工质,对横纹管强化管外降膜吸收过程进行了研究。实验结果表明:影响横纹管传热强化的主要因素为LiBr水溶液喷淋密度、横纹管结构参数节距和槽深,各个因素对强化效果影响不同;与光管相比,横纹管的传热传质效果明显得到了增强,但是不同结构参数节距与槽深的横纹管,其强化传热传质的效果不同。在实验范围内,横纹管强化LiBr溶液吸收水蒸气的传热系数是光管的2.1—3.25倍,传质系数是光管的1.25—1.93倍。     

管壳式换热器壳程传热强化研究

壳程的传热强化是管壳式换热器传热强化的一个重要方面.回顾了管壳式换热器壳程传热强化研究的发展.从流场和温度场协同配合作用的角度出发,研讨高效强化传热管的发展途径.指出壳程结构的优化必然同强化管束的优化组合相联系,且运用计算流体力学技术对壳侧流场和温度场进行数值模拟对研究管壳式换热器壳程的传热强化具有重要的指导意义.     

扭曲管换热器壳程流体流动及传热的数值模拟

扭曲管因具有较好的强化传热性能得到关注,针对扭曲管管内流体流动及传热性能进行了实验与数值研究.验证了扭曲管在低Re下,与普通圆管相比具有较好的强化传热性能.利用FLUENT软件,研究了扭曲管换热器壳程流体流动及传热的特性.对壳程流速在0.3-1.0 m/s的情况下,分别得到了壳程流体的速度矢量分布、温度场分布、质点迹线...     

Enhancement Boiling Heat Transfer Study of a Newly Compact In‐line Bundle Evaporator under Reduced Pressure Conditions

For common flooded‐type evaporators, nucleate boiling heat transfer cannot occur on the heated tubes since heat fluxes and wall superheats of heated tubes are generally quite low. However, when the tube spacing is very small, nucleate boiling in restricted spaces can occur easily under low heat flux or low wall superheat conditions. The generation of nucleate boiling can effectively enhance the heat transfer performance of bundle evaporators. This study investigated experimentally the boiling heat transfer enhancement effects of the restricted space in compact in‐line tube bundles with smooth tubes under various reduced pressures. The experimental results show that the compact in‐line tube bundles have a significantly enhanced heat transfer compared to those of the common tube bundles, and there is an optimum tube spacing that provides the greatest heat transfer enhancement effect. The test pressures have a marked influence on the boiling heat transfer enhancement in the compact bundles. The heat transfer enhancement effect decreases with decreasing test pressure. In addition, the heat transfer enhancement effects of the in‐line tube bundles are also compared with those of the staggered bundles. Under reduced pressure, there is no significant difference between the heat transfer enhancement effects for the two types of bundles.     

升温型吸收式热泵吸收器强化传热传质研究进展

文章综合介绍了国内外关于升温型吸收式热泵吸收器强化传热传质的研究进展。主要从添加表面活性剂,采用高效换热管和改进吸收循环结构三个方面进行了简要的阐述,介绍了三种方式强化传质传热的原理及国内外研究的情况。最后对热管式吸收器应用的可能性做了初步的探讨。     

不连续双斜向内肋强化换热管性能

引言管壳式换热器在石油化工、能源动力、造纸、制药等领域应用十分广泛,换热强化对于其节能降耗具有十分重要的意义.近30年研制开发出几十种强化换热管,例如螺旋槽管、波纹管和翅片管等,并得到了比较成功的应用.但相关的研究多数仍然停留在经验的基础上,即研究者根据其经验设计出某种具体的强化技术,然后通过实验和数值计算归纳出适用于一定范围的经验关联式.因此,传热强化研究目前仍属于技术领域[1],研究人员通常所采用的经验性的研究方法不可避免存在着一定的局限性.过增元等[2]提出了一种新的强化换热理论———对流换热场协同理论,为对…     

水平管强化池沸腾传热在水套炉中的应用分析

油气集输换热设备中,更多关注的是强化对流传热的研究和应用,而对于管外强化沸腾换热关注较少。在介绍池沸腾传热相关理论一般性原理的基础上,分析了影响池沸腾传热的主要因素。通过改良换热管外表面结构型式,在换热管表面形成凹凸或多孔的结构,这种结构下沸腾传热提高了一个数量级。选择合适的外界压力能够强化管外沸腾传热,提高了管外换热系数。最后讨论了池沸腾传热计算的有关问题。