直肋插入件强化高温传热的数值模拟

本文对直肋插入件高温换热管内的层流流动与强化传热进行了数值模拟。获得了恒热流率和变物性条件下的流均分布和温度分布,并考查了流体入口温度、热流率和插入件几何形状对插件管内充分发展的层流流动和传热的影响。     

金属丝网波纹填料强化换热器壳侧传热研究

对一种利用金属丝网波纹填料强化管壳式换热器壳侧传热的方案进行了仿真研究。利用FLUENT软件通过求解多孔介质能量方程研究了金属丝网波纹填料对壳侧传热的强化效果,分析了不同空隙率的波纹填料以及不同入口速度对换热器壳侧传热性能的影响。结果表明：利用金属丝网波纹填料能够明显强化换热器壳侧传热,填料的空隙率越小、流体进入换热器壳侧的速度越小,传热效果越好。由于金属丝网波纹填料具有阻力小、压降低的优点,该强化换热器壳侧传热方案对于低入口速度工况下的换热具有独特优势。     

强化传热在热（沸）水器上的应用

论述在一自然通风小型立式天然气热（沸）水器的烟管内插入Ｚ型扭带－一儿的管内强化传热元件，强化单相流体管内对流换热，提高热（沸）水器的换热能力，降低排烟温度、减少排烟热损失，提高其热效率，达到节能的目的。     

管内插入扭带的强化传热数值模拟

为了定量研究管内插入扭带的强化传热方式,建立了以空气为传热介质的管内插入扭带强化传热的套管式换热器模型,进行了数值模拟研究,与实验结果相比较,在高Re的紊流流动状态下,得出了非常一致的结果.研究表明,扭转比越小,传热效果越好,同时摩擦阻力系数越大;流体温度越高,辐射传热的效果越明显,传热效果越好;压力对传热效果的影响包含在Re和Pr中.     

管内插入物强化传热及除垢的研究进展

介绍了内插物强化传热技术的特点,运用了场协同理论来解释其强化传热的机理,主要是速度矢量场和热流矢量场之间的协同对传热过程的影响。总结了近年来研究者们对管内插入扭带强化传热和除垢的研究结果及进展,并对将来的研究工作提出了建议。     

管内插入螺旋线的降膜蒸发传热性能研究

提出了管内插入螺旋线的竖管降膜蒸发传热强化方法，并通过实验探讨了液膜雷诺数、传热温差和螺旋线插入物的结构参数对降膜蒸发传热性能的影响。结果表明，插入螺旋线与光管相比，传热膜系数可提高20％以上。     

内置十字形螺旋元件换热管的强化传热研究

针对换热设备传热效率低等问题,研究开发出一种十字形截面传热强化螺旋元件.提出十字形螺旋元件4种强化传热机理,包括轴向流速增大效应强化、螺旋流流速增大效应强化、二次流流速增大效应强化及边界层减薄效应强化.采用理论推导的方法,建立Nu数预测关联式和压力降预测关联式.研究结果表明：传热强化评价值PEC随着心轴直径比的增大而增大,但增加的幅度很小;传热强化评价值PEC在y〈4时,随着叶片宽度直径比的增加而增大,在y〉4后,随着叶片宽度直径比的增加而减小;传热强化评价值PEC随着y的减小而增加,在y〈2时增加明显.强化传热机理的理论分析结果与数值模拟结果吻合良好,具有相同的趋势.     

内插动态叶轮式扰流元件对管内传热影响的实验研究

以边界层理论作为指导,探究换热管内插入扰流元件后的强化传热情况及能耗分析.实验开发了一种新型动态叶轮式扰流元件,探究叶轮个数对传热效果的影响,并与光滑空管作对比实验,考察扰流效果及换热情况.实验结果表明:新型动态叶轮式扰流元件具有较好的强化传热效果.     

STF动态插入件对管内紊流强化换热的研究

利用STF元件(后掠梯形一旗形插入件)的自激振荡组件系统特性和有限翼展机翼特性进行了管内紊流强化换热的研究。实验表明:STF元件具有比RF元件(矩形旗形插入件)更显著的强化换热净效益,BSTF元件(双边后掠梯形一旗形插入件)的阻力损失与RF元件相差不大,换热系数增加却比RF元件高出近一倍。实验和分析都表明,后掠角β对换热系数和阻力损失的增加产生较大影响。在后掠角β=75.9°～77.3。范围内,STF元件可获得最大强化换热净效益。     

传热一泵耗功率函数法分析百叶窗翅片性能分析

对平行流换热器空气侧的百叶窗翅片建立流固耦合的三维模型运用Laminar方法进行数值模拟,结果表明传热与阻力特性与实验关联式吻合较好;为进一步阐明空气侧的强化传热翅片的性能,用传热一泵耗功率函数法分析了不同的翅片高度、窗翅高度、翅片厚度和翅片节距等结构参数下的百叶窗翅片性能,得到了一组综合性能较好的百叶窗翅片结构参数。     

热虹吸管蒸发段内部强化传热的研究

针对工业应用最多的热虹吸管，其蒸发段常出现大汽泡，弹状流沸腾而引起的不稳定振动以及壁温波动现象进行研究，为改善热虹吸管蒸发段内部的传热性能，进一步提高其传输功率，提出了一种强化传热方法，即在热虹管内部插入－根同轴的多孔管，并对同轴多孔管蒸发段的强化传热机理进行了研究，同时通过可视化和性能试验进行了验证，得出了较好的结果。     

静态混合元件强化换热器性能分析及应用

对静态混合元件强化换热器的特点,性能进行了分析,该换热器是在光管束内插入静态混合器,以提其传热效率,是一种强化换热器,其传热效率高,结构紧凑、节能节材,易于清洗。并例举了在ＰＢＴ生产中的应用情况。     

串联补燃型吸收式换热机组最大供热能力分析

为进一步降低供热热力站一次侧的回水温度,增大供热量,采用串联补燃型吸收式换热机组代替常规单段吸收式换热机组.在仅考虑可行性传热端差的技术制约条件下,通过分析串联补燃型吸收式换热机组内各传热部件的热力循环过程及传热过程,建立机组的数学模型并采用迭代的数值方法进行求解,定量分析了在满足换热站设计要求的一次侧供水温度,二次侧供、回水温度条件下,一次侧回水最低温度、机组最大供热能力以及机组内换热量的分配规律.研究结果表明:在一次侧供水温度为110℃,二次侧供、回水温度为60/45℃时,串联补燃型吸收式换热机组的一次侧回水最低温度为22℃,管网输送能力是传统110/60℃水-水板式换热器的1.76倍,供热量是传统水-水板式换热器的2倍;对于常规单段吸收式换热机组而言,一次侧和二次侧的供水温度对其扩大系数基本没有影响,其值约为1.5.在一次侧供水温度为100℃,二次侧供、回水温度为69℃/54℃时,补燃型吸收式换热机组的扩大系数最大约为3.3.     

波浪形扰流元件对管翅式换热器传热及压降的影响

为了进一步提高管翅式换热器在气体侧的传热性能,在矩形扰流元件对管翅式换热器强化传热以及压降影响的基础上,对特殊的波浪形扰流元件案例进行了数值分析。对比分析了1 000～1 400雷诺数范围内,矩形、上波浪形和下波浪形扰流元件以及无扰流元件案例对气体侧的传热特性以及压降的影响。结果表明:管翅式换热器的传热性能受扰流元件形状的影响较大,且在相同雷诺数下,采用下波浪形扰流元件可以显著增强气体侧的传热性能,同时又使得气体在流动过程中具有相对适中的压降。     

螺旋线圈强化管内单相流体传热的研究

研究了内插螺旋线圈的水平圆管内水的对流强化传热及流阻特性,探索了螺旋丝径不变,螺距变化对传热及流体阻力的影响;螺距不变,螺旋丝径变化对传热及流体阻力的影响.实验采用25mm×2mm的紫铜圆管,实验段长1.68m,管内走水,Re数的范围在3000～25000之间.通过对实验数据的多元线性回归,得到了传热与流体阻力的实验关联式,采用(Nus/Nu)3.5/(fs/f)作为评估传热与流阻性能的综合判据,实验结果表明在实验范围内,(Nus/Nu)3.5/(fs/f)的值在1.2～10.7之间,大于1,说明插入螺旋线圈有效地强化了管内传热.     

内置分段式弹簧换热管内流场的数值模拟

针对内置弹簧换热管在强化传热过程中产生较大阻力的问题,提出了一种插入分段式弹簧的方法,并通过Fluent软件对内置不同长度的弹簧换热管某一截面处的流动特性进行数值模拟,分别取每段弹簧的长度分别为50 mm、100 mm、150 mm、200 mm,得到了在内置不同长度弹簧的换热管内某一截面处的速度场;然后分别取不同丝径和圈径的分段式弹簧,对换热管内某一截面的流体径向速度场进行数值模拟,研究弹簧的丝径与圈径对强化传热的影响.结果表明:在换热管两端插入分段式弹簧使得管内流体径向速度提高了2~3倍,加快了管内壁区域流体的流动,使得边界层变薄,不仅加强了边界层流体的扰动,而且一定程度上降低了流体流动的阻力,从而提高了换热效率.在雷诺数相同时,内置分段式弹簧换热管相对于光管Nu数提高了2~4倍;随着丝径和圈径的增大,强化传热效率得到提高而流动阻力随着相应增加.     

冷凝器开缝肋片换热特性场协同原理分析

针对冷凝器强化传热,采用开缝肋片提高换热效率是一种有效的手段.通过对平直肋片和2种开缝肋片空气侧传热与压降的数值模拟得出,开缝肋片的传热性能远高于平直肋片,与均匀开缝肋片相比,后部区域局部开缝肋片的性能更好.应用场协同原理,对数值模拟得到两肋片之间流体的温度场、速度场和压降沿程变化进行了分析.结果表明,开缝肋片有效强化传热的根本原因是肋片开缝改善了速度与温度梯度的协同性,在场协同性较差的位置开缝会得到更好的换热效率.     

内置旋流器紊流传热的研究

对管内置螺旋旋流器不同螺距、不同内件长度情况的换热管进行了实验研究 ,介绍了实验装置 ,阐述了实验现象 ,分析了其强化传热的机理 ,实验结果与理论分析结果吻合。在相同流量的情况下 ,管内侧换热系数与内置旋流器的长度和螺距有一定的关系。减小内件螺距 ,其换热性能相当于增加了裸管的长度。由于流体在管内是以螺旋状前进的 ,其离心力有利于管内温度场不均匀分布冷介质的强化传热 ,并有使温度场均匀化的趋势 ,其作用的大小取决于管内温度场不均匀程度。内件在长度方向上存在有尾流影响区域 ,其影响区域的长短与流速大小有关 ,当流速达到一定值后 ,部分内件的效果与全程内件效果相同。为高效紧凑换热器的设计提供了一种方式     

对撞流干燥的传热传质特性

对对撞流的传热传质过程进行了理论分析,论证了对撞流这一干燥形式强化传热传质过程的原理。设计了同轴对撞流干燥器,进行了对撞流强化传热传质过程的试验验证,总结了对撞流强化传热传质的特点和影响传热传质的因素。     

切向漩流半开式热管稳态传热性能的实验研究

为了强化半开式热管的传热效果，提出了一种在半开式热管凝结段的侧端切向对称开孔的方法.通
过改变侧端切向开口的位置和侧端切向开口孔径的大小，研究了切向漩流半开式热管的沸腾换热和凝结换
热特性，以及这种结构的变化对切向漩流半开式热管总体传热性能的影响.实验结果表明，沸腾段的换热
系数随着开孔的相对位置增大而降低，随着侧端开口直径的增大而增大；开孔相对位置在30％～50％时，
凝结换热系数较低；凝结换热系数随侧端开口直径的增大而增大，侧端开孔相对位置越小，侧端开口直径
越大，总体传热性能越好.