几种翅片管单管管外放热及气流阻力的试验研究

通过对矩形翅片滴形管、矩形翅片椭圆管等几种翅片管管外放热和气流阻力的试验研究,以及对其单位换热面积和单位压降的传热量的分析比较,得出了矩形翅片滴形管为最佳的结论。文中还提出了翅片管单管放热的准则式和阻力系数准则式。     

组合式空冷器喷淋量、风量及其阻力测试分析

介绍了一种由翅片管束干空冷和光管管束喷淋蒸发空冷组合而成的组合式空冷器,这种组合式空冷器能将100℃以上的热流体冷却到40℃以下。在07、8 m3/h、125 m3/h的不同喷淋量下对组合式空冷器的风量及其阻力进行了测试。测试结果表明,随着喷淋量的增大,风量会有所减小,翅片管束的风阻比光管管束的风阻大。     

汽轮机空冷凝汽器在炼油工业中的应用

采用椭圆管穿矩形钢翅片经热浸锌后组装的冷凝翅片管束,用鼓风式轴流风机强制将乏汽在管内冷凝成水返回锅炉形成闭路循环使用,从而可以取代常规开放式水冷却塔,极大地节约汽轮机运行的耗水量和污水排放量,对环境保护起到了积极的作用。     

空冷器环肋的熵最小化原理分析

运用熵最小化原理对空冷器正三角形排列换热管的环肋进行了优化,分析了迎面风速、管束宽度、换热管长度、管排数、翅片高度、翅片厚度、翅片密度以及管间距对其换热性能和电机功率消耗的影响。结果表明,低迎面风速、高薄翅片、高翅片密度、多管排数和较小的管间距造成的不可逆损失较小。这一分析结果也适用于其它类型翅片的优化设计。     

内螺纹管中煤油单相紊流强化传热研究

对煤油在内螺纹管中的单相紊流传热和摩擦阻力特性进行了实验研究,并将实验结果同煤油在光管中的实验结果作了比较。对内螺纹管的强化传热效果进行了评价,分析了内螺纹管强化传热的机理。提出了煤油在内螺纹管中的单相紊流传热关联式和摩擦阻力系数的关联式。     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

油介质作用下旋流管式换热器强化传热试验

以单相机油为介质 ,固定水的流速及两侧的进口温度不变 ,通过改变机油的流速来测定不同工况时油的出口温度的方法对光滑管、W形及勺形旋流管式三种换热器的传热及流动阻力性能的影响进行了试验研究 ,得到换热器的传热准则关联式和压降随流速变化的流阻关联式 ,为以油为加热和冷却介质的换热器的设计及改造提供了理论依据。由试验结果知 ,W形及勺形旋流管式换热器的传热性能明显优于光滑管式换热器 ,低流速时又以W形旋流管式换热器为最优。如果以油为工作介质 ,宜采用W形旋流管式换热器。旋流管式换热器是高效换热和节能的新技术产品 ,可广泛用于石油化工、动力、车辆等工业生产领域。     

新型高效传热异形管的开发

介绍了新型高效圆弧形凹槽传热异形管的结构特点、试验情况以及在整理试验数据基础上建立的管内放热和压降关联式。据比较后表明,该异形管的管内放热系数比普通圆形光管提高了50～120％。     

变截面管换热器不同管间支撑物下的实验研究

分别对管束结构为单弓形折流板、13变截面管与23光管组合、23变截面管与13光管组合及在13变截面管与23光管组合的基础上,再在此管束边缘部分布置小直径管的4种管壳式换热器进行试验比较和分析。试验结果为无折流板变截面管混合管束纵向流管壳式换热器在工业上的推广提供了一定的依据。     

常压塔顶空气冷却器腐蚀失效分析

根据表面蒸发空气冷却器在常压蒸馏装置中的使用情况,分别对其翅片管束和光管管束失效的原因进行了分析,提出了通过降低管束中介质流速、管束材质升级、改善循环冷却水水质以及运用工艺在线腐蚀监测指导工艺防腐蚀可解决空气冷却器的腐蚀问题.     

钉头形状对钉头管阻力性能的影响

对圆柱形、椭圆形及滴形钉头对钉头管阻力性能的影响进行了实验研究，分别给出了计算３种形式钉头管阻力系数的实验关联式。实验结果表明，滴形钉头管的阻力最低。     

钉头开头对钉头管阻力性能的影响

对圆柱形，椭圆形及滴形钉头对钉头管阻力性能的影响进行了实验研究，分别给出了计算３种形式钉头管阻力系数的实验关联式。实验结果表明，滴形钉头管的阻力最低。     

锯齿型螺旋翅片管束传热与阻力性能的分析研究

对气流横掠锯齿型螺旋翅片管管束的对流传热进行了试验研究，并通过了工业试验验证，得出了相应的传热和阻力系数的数学关联式，可供设计计算使用。     

变截面管换热器传热与阻力性能

对两种不同节距的变载面管进行了管内和管束的传热与流体阻力试验,并与光管及光管换热器进行了比较。结果表明,变截面管是一种能强化管内、管外传热的双面强化管,且其变截面部分能互相支承形成壳程的扰流元件,替代了管束的折流装置,使换热器整体结构紧凑,壳程的传热进一步强化,但管程的流体阻力比光管稍有增加。     

低雷诺数混沌流翅片传热和阻力性能研究

应用CFD软件FLUENT对新型混沌流翅片单通道模型进行了数值模拟,分析比较了不同结构参数和流速对新型混沌流翅片表面流动与传热性能的影响。模拟计算结果表明,尺寸效应对混沌流翅片中混沌流的产生影响不大,只要达到一定雷诺数,流动就会进入混沌状态;在此基础上得到了翅片摩擦因子f和传热关联式。通过实验验证了关联式计算数据与实验数据最大误差不超过11·2%,表明将数值模拟应用于新型混沌流翅片的研究是可行的,为混沌流翅片的研究和应用提供了一定的参考。     

纵向流混合管束换热器试验研究

对3种纵向流管壳式换热器进行了试验研究,结果表明,由扭曲变截面管、绕丝管和光滑管三者组成的混合管束,其总传热系数比纯光滑管管束高1.3～2.3倍。采用混合管束既可获得高的总传热系数和管内外传热膜系数,又可以使管内压降不致过大。改变扭曲变截面管与光管等不同数量的配比和布置方式,可使之满足各种强化传热和限定压降的工艺特定要求。     

远场涡流技术在翅片管束检测中的应用

利用远场涡流检测技术可发现空冷器管束中翅片管基管上的缺陷。介绍了带翅片钢管的远场涡流检测工艺,利用内窥镜和解剖的方法对检测出的基管缺陷进行了验证。     

高温热管换热器稳定性设计及结构参数优化

利用三次设计的优化方法对高温热管换热器冷热流体侧翅片间距、翅片厚度、管束横向管间距、冷热流体迎风流速、迎风面宽度及加热段长度进行了最优参数组合,找出了高温热管换热器投资回收年限最小的最优解,最大限度地降低了投资成本,减小了运行费用。同时对各温度区域热管换热器进行了可靠性和稳定性设计研究,指出了过渡段采用强化管可以大幅度提高高温热管换热器在变工况下运行的稳定性和可靠性。随后借助神经网络的方法对优化结果进行了模拟仿真,从而确定出最佳方案,其结果可为完善高温热管换热器结构优化设计提供一个新的方法。     

基于CFD的圆肋翅片管结构优化

应用数值模拟的方法对不同翅片角度、不同翅片间距的伞形翅片管通道的流动与换热特性进行了研究,以正方形布管时4根管所包围区域为单元流道进行计算。结果表明。在文中尺寸条件下,壳侧流体的换热性能随伞形翅片角度α的增加而增大,其中α=120°时的换热性能在几种伞形翅片管中最优,阻力损失相对较小;α=120°时,不同翅片间距的伞形翅片管中,翅片间距为16 mm的伞形翅片管的换热性能因子j较翅片间距为8 mm的伞形翅片管提高12.3%,阻力特性因子f较翅片间距为8 mm的伞形翅片管增大27.8%。对不同角度以及不同翅片间距的伞形翅片管通道换热与流动阻力特性的研究,对优化现有翅片管的结构、提高换热性能具有重要意义,并对管型选取提供依据。     

国内外动态(一)

“折流杆冷凝器高效传热管的研究开发”和“螺旋扁管换热器的研制及传热与阻力性能研究”通过鉴定刘巍（洛阳石化工程公司）洛阳石化工程公司承担的此两项中国石化总公司重点科技开发项目，于1996年12月4日在北京通过中国石化总公司主持的专家会议鉴定。专家们一致认为：此两项成果在热管加工技术上填补了国内空白；通过实验室的单管和小管束试验提出的关联式，经过工业验证和修正后可作为工程设计的依据；在换取热量相近的条件下，高效抗流杆冷凝器的总传热速率比光管高50％左右；螺旋扁管换热器因双面强化高粘流体传热，可节省换热面积63…