热管技术在煤矿回风余热回收方面的应用

分析了煤矿热能现状及分离式热管和重力式热管在矿井回风余热中的应用,指出,以矿井回风作为低温热源,分别利用分离式和重力式热管技术,可将其转变为有用的高温热源,用于满足井筒防冻等用途。     

井筒重力热管传热特性的研究

井筒重力热管是利用热管将油藏自身能量即井底热量传递到井筒上部,在无需外加动力条件下实现对井筒近井口流体加热,改善井口流体温度分布,防止近井口结蜡和絮凝,从而降低采油成本。本文利用N-S方程,根据液膜内微元体的质量守恒、动量守恒和热平衡原理,模拟分析重力热管冷凝段冷却温度、加热段加热功率、冷凝段、绝热段长度以及热管内径等参数对热管运行的影响。研究变参数下热管内液膜厚度变化以及冷凝和蒸发换热系数的变化,进而分析得出变参数时重力热管传热特性,为优化重力热管参数和提高热管的换热性能提供了理论依据,从而使重力热管在最佳传热状态下运行,提高其换热效率。     

长距离环路热管传热性能实验研究

基于航空航天等领域对环路热管长距离传热的需求,设计制造了一套传热距离8.1m的圆柱型蒸发器环路热管,试验了不同加热功率、不同冷凝温度下该环路热管的启动和变工况运行性能,并对其热阻及最大传热能力进行了分析。研究结果表明：当其他条件一致、初始气液分布相同和不同时,加热功率由100W增大至160W后,本研究中的环路热管启动时间和启动温升均发生一定程度的下降;加热功率100W时,冷凝温度由10℃降低至-10℃使得环路热管启动时间增加,加热功率160W时,冷凝温度由10℃降至-10℃对环路热管的启动时间影响不大。在冷凝温度0℃下,该环路热管在100~500W范围内均能稳定运行,且200W时环路热管传热效率最高,传热温差最小,稳定运行温度最低;另外,由于系统传输距离较长,每个工况达到稳定所需要的时间也较长,分布于1000至3500S内。随着加热功率的增大,环路热管热阻先减小后逐渐增大,该环路热管传热热阻最大不超过0.09℃/W,最小为0.024℃/W;随着传热距离的增大,管路的热损失增加,总压降和热阻也变大。当传热距离基本相同时,蒸发器容积的大小、冷凝器的冷凝能力及气液管线的布置形状均在一定程度上影响环路热管的最大传热能力。     

开放式热管中温太阳能空气集热装置的试验研究

设计一种使用简化CPC(非追踪式复合抛物线聚光板)集热板和新型开放式热管组合的全真空玻璃集热管中温太阳能空气集热装置。每个集热单元包括一个简化CPC集热板,一根全真空玻璃集热管,在玻璃集热管内安装一个铜管和外部的一个蒸汽包连接构成一个开放式热管结构。蒸汽包内安装螺旋换热管加热通过换热管的流动空气工质。分别使用水和CuO纳米流体作为热管工质,以空气作为集热工质,对热管式中温空气集热器的传热特性进行了实验研究。分析了不同工作压力、不同工质及纳米流体质量分数对热管集热传热特性的影响,详细比较了热管水工质和纳米流体工质在集热传热性能上的优劣。试验结果表明:本系统只使用2根玻璃集热管构成集热器,空气最大出口温度在夏天可达到200℃,在冬天可接近160℃,系统平均集热效率达到0.4以上,整个系统表现了良好的中温集热特性。以纳米流体为工质的热管热阻比以水为工质时平均降低了20%左右     

冷凝式空气加热器回收燃天然气锅炉排烟余热的分析

文章对用空气来回收燃气锅炉排烟中水蒸气汽化潜热的冷凝式空气加热器，以加热器内烟气中的水蒸气开始冷凝处的烟气和空气的温差△tx为变量，计算分析了锅炉最终排烟温度、加热的空气量、空气回收的热量、锅炉热效率与加热器面积大小变化的关系，为选择利用空气来回收燃气锅炉汽化潜热提供理论依据。以陕北天然气为例，如果将30℃的空气加热到120℃，计算结果表明，温差出。从25℃减少到0℃时，最终排烟温度略微降低约2℃，相应的加热的空气量增大1．5倍，而加热器的面积急剧增大到无穷大，锅炉效率提高的极限为4．67％，此时潜热占总回收热量的28．6％。     

冷喷涂用高温高压加热器的设计研究

加热器是冷喷涂技术中的关键设备之一,要求在短时间内将高压低温工艺气体加热到预定温度的高压高温气体.针对客户特定要求:空气流量为1.5 m3/min(常温、常压),加热器内压力为5 MPa,出口温度1 100℃,加热器长度小于1m,通过理论计算设计了一种高温加热器,其中加热器支管数量为40根,管径为6 mm;并通过局部模...     

热管空气预热器

<正> 我厂自行设计制造了热管加热器和热管空气预热器,安装在4吨燃煤锅炉的水平烟道上,1980年11月正式投运。经实际测定,运行情况良好。对提高锅炉热效率,降低排烟温度,节约能源有明显效果。一、制造热管加热器由四个联箱和160根热管构成。详细情况见下表:     

重力式热管串联运行的性能研究

对一种用于太阳能—土壤源热泵地板采暖系统中的碳钢/水重力式热管进行了实验研究。该热管全长0.8m,内外径分别为12mm和15mm。蒸发段采用水加热,冷凝段采用风冷。在不同的串联方式、倾角(-2°~90°)、热水温度(40~60℃)、热水流量(0.1~0.3m3/h)及蒸发段长度(30~180mm)下进行了串联热管的性能实验。实验结果表明:串联热管的传热功率和壁面温度均随供水温度和水流量的提高而持续增长,随倾角和蒸发段长度的增加而先增长后下降;串联热管在倾角为30°~40°、热水温度为60℃、热水流量为0.3m3/h、蒸发段长度为120mm、D型串联的条件下运行最佳。根据实验现象和数据分析了不同条件下串联热管的传热机理,给出了串联热管的工作特性。     

热管和扰流子翅片管空气预热器在常压炉上的应用

本文针对常压加热炉排烟温度高,烟气余热量大等特点,采用热管和扰流子翅片管空气预热器串联使用的方法加热进炉空气,使排烟温度由350℃降到165℃,加热炉效率由80%提高到87.75%,节约燃料油853t/a。该方案为360℃以上烟气余热回收找到了一条途径。     

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10⁵W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。     

热管用于空气源热泵地板辐射采暖系统的优化实验研究

为了提高空气源热泵地板辐射采暖系统的供暖效率,将导热能力极强的热管用于空气源热泵地板辐射采暖系统并对其进行了优化实验。该实验是在热管管间距为15 cm时,对50 cm x 50 cm x 40 cm的房间模型的地板进行加热,分别测试了热源温度为40、45和50℃时,混凝土板块的温度和房间模型的温度,并研究了混凝土板块和房间模型的供暖效果。经过比较分析,得出随着热源温度的升高,供暖效果提高,且热源温度为45℃和50℃能达到相似的效果。在实际应用中,对于该系统,选择合适的热源温度尤为重要。     

多片平板微热管阵列运行特性

将多片平板微热管阵列进行堆叠可以提高传热量。实验研究了不同叠加片数下平板微热管阵列在不同加热功率下的热阻、传热极限、温度分布及变化规律、不同层热管传热等运行特性。实验表明，随热管片数增加，热管整体的传热量增加，最大传热量由单片的60W提升至5片的180W；传热热阻降低，最小传热热阻由单片的1.09℃/W下降为5片的0.24℃/W。而且，随着片数增加，热管间的传热热阻开始影响多片平板微热管阵列的整体运行：外侧热管的传热量高于内侧热管，热阻低于内侧热管，且当片数为4片及以上时，热管整体性能提升会越来越不明显。在相同的加热功率下，多片平板微热管阵列的外侧蒸发段、外侧冷凝段和内侧蒸发段温度均随片数增加而降低，但内侧冷凝段温度先升高后降低。最理想的热管叠加片数为3-4片。     

渐缩型混合室引射式低压加热器加热性能实验研究

提出了一种渐缩型混合室结构的引射式低压加热器,用实验方法研究该加热器低进汽压力下的加热性能,分析了加热器入口参数对引射系数、出口温度和加热效率的影响。结果表明:在一定蒸汽压力下入水压力越高,引射系数越小;进水温度20℃下加热器出口温升达到或超过60℃;加热效率达到90%;加热器对入口参数的变化有良好的适应性,基本消除运行中高压入水进入低压蒸汽管道的危险,该装置可望在热力发电厂低压加热系统中得到应用。     

应用于燃煤电厂烟尘测量的烟气旋流加热器数值模拟研究

针对燃煤电厂烟尘测量用旋流加热器存在加热器尺寸过大、加热温度过高的问题,借助数值模拟软件建立旋流加热器三维模型,结合燃煤电厂排放烟气测量环境,分析了旋流加热器内部流场中的速度流线分布、液滴运动轨迹,对旋流加热器加热温度、旋流加热器长度和旋流加热器直径进行三因素五水平正交试验。结果表明：气体在旋流加热管道中随着旋流加热器长度的增加,气体旋流效果降低,液滴气化效率降低;旋流加热器体积越大,气体加热效率越小;旋流加热器最优参数为：直径0.12 m,加热器加热温度300℃,加热器长度为0.5 m。     

基于ANSYS技术的CPU热管式散热器换热规律实验研究与数值模拟

CPU的工作温度是判断CPU性能的一项重要参数,为克服解析计算求取CPU温度精确值的困难,利用ANSYS有限元软件对热管式散热器与普通翅片散热器进行了热特性分析,模拟计算出稳态温度场分布,以及不同功率下CPU中心点的换热特性。研究结果表明,在稳定状态时,热管式散热器较普通翅片散热器具有极强的热传导性能;在CPU高功率工作时,普通翅片散热器CPU温度超过85℃无法满足换热要求,而热管式散热器CPU温度低于75℃,完全达到换热效果;模拟计算值与实验值最大相差4．1℃,应用数值模拟的方法研究CPU热管式散热器换热特性是可行。     

CPC内聚光式热管集热管温度特性研究

为提高太阳能热水系统的输出温度,将CPC聚光技术应用于热管式真空集热管中,开发了一种新型的CPC内聚光式热管集热管。对该集热管建立数学模型,模拟计算其传热过程,获得了导热肋片温度、热管冷凝段温度等参数随太阳辐射强度的变化规律,并通过试验验证了数学模型的可靠性;与常规热管式真空管集热管传热特性相对比,证实了该集热管可大幅提高太阳能热水器输出温度。     

热管空气预热器设计、运行中的几个问题

热管空气预热器结构紧凑,布置方便,换热效果好,但在运行中往往出现热管失效,低温腐蚀、积灰、漏风等问题。究其原因,主要是设计不合理和使用不当造成的。充分考虑实际需要,正确选定各种参数,合理组合工艺路线,完善计量和检测手段,是保证热管空气预热器长寿命、高效、稳定运行的关键。     

不同加热方式下环路热管蒸发器可视化研究

针对环路热管内部工质相变及流动换热问题,设计了环路热管蒸发器中心通道可视化实验平台,研究了不同加热方式对热管内工质状态和传热特性的影响。结果表明：加热方式直接影响热管10W启动过程,双面加热启动速度最快。相同热载荷时,不同加热方式下环路热管热阻及蒸发器中心通道内液面高度和成核情况存在差异。10W - 40W热载荷时,随着热载荷的增大,三种加热方式的传热热阻均在减小。40W-50W热载荷时,顶部加热方式下的热管性能出现恶化,底部加热传热性能出现停滞,仅双面加热性能稳定并有提高趋势。随着热负荷的增加,蒸发器中心通道内气液界面升高、气泡的产生变得更加剧烈,蒸发器通过吸液芯向储液器的漏热量增加,进而影响环路热管的性能。     

矿井空气加热系统节能改造研究

《煤矿安全规程》第一百三十七条规定,进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。冬季北方气候寒冷,气温低,为确保矿井不受低气温影响,保证生产安全,创造有利于工人作业的矿井气候环境,每个矿井在进风井口都安装空气加热系统。现在矿井空气加热系统大部分已实现了电加热,电加热系统的优点是易于操作、维护量小、环保无污染;缺点是耗电量大,能耗高。在手动控制的空气电加热机组中加入可编程逻辑控制器自动控制系统,使加热功率随井筒温度变化而自动调节,以实现节能降耗,达到节约成本的目的。     

热管在工业锅炉尾部受热面上的应用

一、前言本项目系国家“七五”科技攻关项目。热管换热器是利用密闭管内工质的蒸发和冷凝来传输热量的新型换热器,与普通列管式换热器相比,其传热量可增大3～4倍,因而结构紧凑,同时由于其管壁温度较高,对防止低温腐蚀和粘结性积灰有利。将其应用于工业锅炉,可进一步降低排烟温度50～100℃,并利用此余热加热空气,采用热风燃烧,可以降低机械和化学不完全燃烧损失,一般可提高工业锅炉效率5～10％,如加以普遍推广,具有很大的节能效益。二、热管在工业锅炉尾部受热面上应用的经济性分析我国工业锅炉的运行效率普遍较低,根据大量测试统计,通常要比设计效率低8～10％以上。热效率降低的主要原因是排烟温度高,过量空气系数过大,以及灰渣含碳量过高所引