高压电场下凝结液膜的不稳定性分析

在自行设计、制作的强化凝结换热模型基础上,以R11为工质,对高压电场下的凝结液膜进行了实验分析,得出了表面微扰的增长行为取决于表面能,弹性势能,电能的交互作用关系,电场既可以加强也可以抑制表面微扰引发的表面不稳定性.所以在适当的电场强度下,可以促使液膜凝结成珠状或假珠状,明显提高强化换热系数.     

表面张力对膜状凝结换影响研究

对圆管内膜状凝结换热过程进行了理论分析,探讨了重力、表面张力梯度引起的Marangoni力以及气液界面剪切力对凝结换热Nusselt数的影响.建立了含有凝结液膜的物理模型和基于边界层方程组的数学模型,应用相似理论进行了无量纲变换.结果表明,表面张力梯度对凝结换热过程的影响不可忽略,梯度越大,液膜越薄,Nu数越大,换热越好.     

渗层不锈钢管束表面真空下换热特性的实验分析

为了探究在真空条件下材料表面特性对蒸汽凝结换热的影响机理,从实验和凝结理论两个方面入手探索了在真空条件下渗层不锈钢管束壁面蒸汽凝结的换热特性。在真空条件下进行对比实验,实验结果表明,渗层不锈钢管束的凝结换热性能明显优于普通铜管束,且随着真空的提高,效果更为显著,最高提升幅度可达77％。进而从真空对蒸汽的流场、非冷凝气体的热阻及其固相和液相间的界面能差三个部分论证了真空度的提升有利于冷凝液滴的形成和凝结换热效果的提升,与实验结果相符。     

花丝内插物强化管内凝结换热的研究

本语文对花丝内插物在管内凝结换热的强化作用进行了理论机理分析和实验研究，旨出大空隙率花丝元件在流动阻力增加不大的情况下，可使管内流动提前诱发湍流并强化凝结换热，使竖直管内临界液膜雷诺数比光管下降一个数量级，凝结换热系数比光管高３倍以上，同时花丝内插物可在低换热温差下实现高换热量，这对大量低温热源的利用、节能技术、提高能源利用率等有重要的工程意义，本文将根据实验研究结果给出其模拟准则方程和较佳花丝几     

竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布及换热特性

管内蒸汽凝结换热过程中,凝结形成的液膜是影响换热效果的主要因素。针对竖直圆管内的蒸汽凝结,基于边界层理论,考虑蒸汽流动引起的剪切力,建立了液膜的物理及数学模型,对于竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布规律及换热特性进行了研究。通过给定初始条件进行了计算,结果表明,液膜沿管壁向下流动过程中其厚度逐渐增加,换热性能逐渐降低。同时分析了入口蒸汽流量、入口蒸汽温度、管壁温度及管径等主要参数对换热性能的影响,且计算结果与实验相符,并优于Nusselt模型。为强化凝结换热过程的研究提供了理论基础。     

水平翅片管外凝结液膜分布及换热特性影响研究

肋片管换热技术被广泛应用于工程实践,当有凝结现象发生时,液膜对换热产生热阻,因此,为强化换热有必要对液膜分布进行研究。建立了水平翅片管的物理模型,基于Nusselt理论及修正的膜理论,推导出了肋片侧壁以及肋间基管的凝结液膜厚度和换热系数计算式,并对模型进行了验证。通过对水平梯形肋片管的计算,结果表明:在非淹没区,肋片侧壁的凝结液厚度沿圆周方向不断增厚,沿肋高方向变薄,局部凝结换热系数沿圆周向减小,沿肋高方向增加;基管上圆周角0°~φf范围内液膜不断增厚,并在靠近淹没区急剧增厚,局部凝结换热系数减小;肋片间距的大小对换热性能有较大的影响,因此,通过优化最佳肋片间距可以提高肋片管的换热性能,为设计出高效换热器提供一定的参考。     

含有不凝性气体的蒸气在水平平板上紊流对流膜状凝结换热

本文研究了蒸气和不凝性气体混合物在水平平板上的紊流强制对流膜状凝结过程,阐明了不凝性气体对凝结换热量的影响。理论分析首先是针对广泛的工质而进行的,然后应用于水蒸汽—空气物系。在常用的参数范围内,反映了不凝性气体的存在对凝结换热量的影响,指出了不凝性气体对紊流凝结换热的影响要比其对层流凝结换热的影响小,并且只有在低压时不凝性气体的影响才变得显著。     

绕花丝管内插物对蒸汽——空气混合物系凝结换热性能的影响

对蒸汽在竖直管内的凝结换热进行了实验研究。实验表明，含有不凝性气体（空气时，蒸汽在光管内的凝结换热性能显著下降，而当蒸汽流速增大时，下降程度减小，进一步证实了现有的理论结果。特别是，实验发现，当管内插入大空隙率花丝元件时，能显著改善不凝性气体对蒸汽凝结换热的不利影响。此结果将对非共沸制冷工质的广泛使用产生深远影响。     

一种新型的底喷式淬火技术

应用有限元方法,以水为淬火介质,以27Si Mn钢管为对象,对底喷式淬火时淬火槽内水流速度分布、对流换热系数以及钢管冷却速度等进行研究。结果表明:距管壁10 mm处的轴向流速呈现单调增大趋势。对流换热系数在淬火开始后迅速达到峰值,几乎没有经历蒸气膜阶段而直接进入沸腾冷却阶段,因而冷却能力很强,钢管温度降至600℃后,换热系数基本维持不变。钢管壁芯部的温度在整个淬火过程中冷却最慢且温度变化平缓,而钢管表面温度的变化过程可以分成温度速降区、台阶状温度过渡区和稳定冷却区三个阶段。钢管内、外壁冷却速度基本相同。     

汽-气凝结液膜分布及换热特性的研究

基于双膜理论和边界层理论建立了水平管外汽-气层流凝结液膜厚度的数学模型.以水蒸汽-空气为例进行了计算,通过与相关文献进行比较验证,能反映汽-气凝结的换热特性.计算结果表明,沿管壁向下,液膜厚度逐渐增大,总传热系数逐渐减小,变化梯度均逐渐增大;若气膜分离,液膜厚度突增,换热系数有所增大,凝结换热强化.总传热系数随壁面过冷度减小而增大,随水蒸汽浓度减小而减小,随主流流速增大而增大.     

滴状冷凝的实现方法研究进展

为了更好地基于不同用途选择合适的滴状冷凝表面,针对滴状冷凝的实现方法、其滴状冷凝换热性能和寿命进行综述.结果表明：增强滴状冷凝表面的疏水性能不会同时显著提高滴状冷凝换热性能;滴状冷凝的表面寿命限制了其工业应用;滴状冷凝工质目前主要针对水蒸汽,缺乏对工业中普遍存在的低表面张力工质的关注;现有方法得到的滴状冷凝表面对温度敏感,温度过高或过低均会影响其性能;未来发展宽温区、适用于低表面张力、长寿命的滴状冷凝表面是非常必要的.     

聚四氟乙烯表面上实现水蒸汽滴状冷凝的研究

采用离子束动态混合注入技术（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｊｏｎ－ｂｅａｎ Ｍｉｘｅｂ Ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）在铜管表面制备了聚四氟乙烯超薄聚合物薄膜,实现了水蒸所在常压下的滴状冷凝。对不同冷凝表面的传热特性进行了实验测定。分析讨论了表面制备工艺条件对滴状冷凝传热性能及膜与基本粘着性能的影响。     

滴状冷凝机理及冷凝表面改性的研究进展

对滴状冷凝的形成机理及冷凝传热表面的改性方法、效果等进行了综述。通过比较指出:滴膜共存冷凝机理具有合理性,等离子体技术在冷凝表面改性上具有巨大的应用潜力。基于分子自组装技术、纳米颗粒技术、化学复合镀技术、仿生技术等在冷凝表面改性方面的研究,提出了确定等离子体表面改性最佳工艺条件,有机蒸汽的滴状冷凝是今后冷凝表面改性的主要研究方向。     

新型聚合物表面与水蒸汽的滴状冷凝

分别采用等离子体聚合技术和离子束动态混合注入技术在黄铜管和紫铜管表面制备了超薄聚六丙烯及四氟乙烯聚合物表面,实现了水蒸汽在常压下的滴状冷凝。对不同冷凝表面的传 及滴状冷凝寿命进行了实验研究,分析讨论了两种表面处理技术制备低表面能聚合物表面的特点及其应用前景。     

不同入口流速下生物质锅炉尾部烟气凝结的数值研究

生物质燃料燃烧后所产生的烟气中含有大量的水蒸气, 在锅炉尾部添加冷凝换热器回收冷凝热可以有效提高系统热效率。选用的生物质燃料烟气中水蒸气的体积分数为27.9%, 基于Mixture模型并选用Lee模型作为冷凝传质模型对尾部烟气凝结的传热传质特性进行了数值模拟研究。假设流动为稳态, 湍流模型采用标准k－ε模型, 求解选用Simple算法, 研究了烟气侧不同入口流速下(1~4 m/s)温度场、流场及液态水体积分数的变化规律, 对翅片管换热器的表面传热系数及换热量进行了对比分析。计算结果表明, 随着入口流速的增加, 烟气出口温度逐渐升高, 壁面凝结速率不断增大, 而冷凝水量逐渐减少, 同时翅片管换热器的表面传热系数及换热量逐渐增加。     

垂直波纹管(余弦型)冷凝传热研究——波谷区冷凝液流动的有限元解及传热计算

本文提出了在余弦型波纹表面上进行冷凝传热的一个新物理模型。对波纹表面上的冷凝液流动用有限元方法作了精确数值解,求得了二维速度分布及冷凝液体积流动速率以及平均传热膜系数。提出了临界管长的一种计算方法,由所得值进行的传热计算结果与实验值比较接近。     

Condensation heat transfer characteristics of vapor flow in vertical small-diameter tube with variable wall temperature

To explore the condensation characteristics of vapor flow inside vertical small-diameter tubes, the classical Nusselt theory is revised and an analytical model with variable tube wall temperature is established by considering the effect of surface tension exerted by condensate film bending as well as the effect of shear stress on vapor-liquid interface. The effects of various factors including tube wall temperature and gravity on flow condensation in small-diameter tubes are analyzed theoretically to show the heat transfer characteristics. Comparison with the experimental data indicates that the proposed analytical model is fit to reveal the fundamental characteristics of flow condensation heat transfer in vertical small-diameter tube.     

混合制冷工质相变换热性能评述与研究

对非共沸混合工质相变换热性能的研究发展进行了评述与分析；回顾了对其换热机理和换热特性计算关联式的研究过程，研究方法和研究结果，以及关于混合工质换热强化技术的研究，对进一步的研究方向和研究方法进行了分析。     

含不凝气蒸汽在锯齿形表面的凝结传热特性

为了在含不凝气蒸汽凝结过程中获得更高的热效率,提出新型锯齿形强化板并建立其二维模型,使用Fluent软件对锯齿形强化板和相同规格波纹板的凝结传热特性进行对比研究。建立可同时计算不凝气层及液膜层的凝结传热模型并在数值模拟中通过用户自定义函数进行编译,模型的可靠性通过和相同工况下的试验进行对比得到验证。数值模拟得到两种板型表面的两相流动及热质交换特征,发现相比于波纹板,锯齿形板能够显著提高不凝气层的紊流度,利于相界面处传热传质过程的进行;锯齿形板的液膜会在波节的齿峰处产生周期性的断裂后在下游壁面上重新形成并在波谷处达到最大厚度;相比于波纹板,在所研究工况内锯齿形板的换热能力总体提高60%以上。