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。     

高低翅片管空冷器最佳迎面风速选择

本文从技术经济角度出发,运用传热公式,选择出在不同管内膜传热系数、管排数、电价(元/度)以及不同风机调节方式等情况下的最佳迎面风速;讨论了最佳迎面风速在不同初始条件下的移动方向;提出了最佳迎面风速的综合计算式。     

翅片空冷器内外侧流体流动数值模拟与特性分析

采用FLUENT软件对电站空冷器内外侧的流场及压降特性进行数值模拟,得出随着通道宽度的减小,基管部分管内压降增加较快,建议采用14mm的基管尺寸为佳;翅片部分随着迎面风速的增加,流体阻力显著增加;翅片管间距变大,则间隙部位易形成空气旁路,不利于传热。与实验数据对比发现,FLUENT结果可参照使用。     

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。     

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。     

低翅片换热管固有频率计算方法探讨

探讨了4种低翅片换热管固有频率的计算方法,通过将低翅片换热管固有频率的计算结果与实测值进行比较,确定了这4种方法各自的精确度与可靠性。基于瑞利-里兹法的计算方法全面考虑了翅片对管子质量、刚度以及翅片高度和宽度对管子刚度的影响,计算精度较高。其结果可为低翅片管换热器的设计和振动预测提供参考。     

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     

裂齿矩形翅片板翅式换热器优化设计的分析

对裂齿矩形翅片板翅式换热器中的裂齿矩形翅片的传热效率作了分析,并以单位质量材耗的换热能力最大为目标函数,分析研究了在不同雷诺数(Re)的操作条件下裂齿矩形翅片间角度、翅片厚、长度、宽度及极厚之间的关系。结果表明:在气体换热的场合下,当Re在某一范围时翅片可有效地起到强化传热的作用。当板厚为5mm,翅片厚为3mm,翅片间夹角为45°～70°,Re为2×10~3～8×10~3,最佳翅片纵向间距与翅片长度和翅片厚度乘积的平方根的比为1.5～2.5,最佳翅片尺寸系数为3～5时,传热强化效果较好。     

水平管外降膜流动和膜厚分布三维数值分析

运用Fluent软件对水平管蒸发器管外降膜流动进行三维数值模拟,分析了换热管间为柱状流时水在管外流动过程及液膜分布,研究了喷淋密度和管间距对管外液膜厚度的影响。模拟结果表明,管间为柱状流时,液膜沿管外壁面分布不均匀,管外壁面局部液膜厚度与其所处轴向位置和周向角度有关。在波峰截面,增加喷淋密度或管间距,液膜厚度均明显增加;在液柱截面,改变喷淋密度或管间距仅对上半管周的液膜厚度有影响,且液膜厚度随着喷淋密度的增加而增大,随着管间距的增大而减小。     

板翅式换热器翅片表面性能的三维数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)方法对板翅式换热器单通道流场进行了数值模拟。得出不同结构参数和操作参数下3种常见翅片的表面性能曲线,并分析了平直翅片的翅片高度和翅片间距、锯齿翅片的切开长度、波纹翅片的波幅与波距对翅片表面流动与传热性能影响。所得结论可为板翅式换热器的设计和优化提供有益的参考。     

壳程轴流型换热器的优化研究

提出了壳程轴流型换热器的优化目标函数,分析了最优化条件的存在性,并对三种矩形排列的光滑管、缩放管以及花瓣管的优化程度进行了传热性能的研究,与所得实验结果进行了对比,两者结论一致。研究表明：对于相同排列的三种管子,花瓣管的目标函数最小,缩放管次之,光滑管最差;对于同一种管子,22mm×28mm排列最优,22mm×26mm排列次之,22m×m24mm排列最差.     

几种换热管在电场强化对流实验中传热性能比较

对水平光管、横纹管、螺旋槽管、花瓣管在电场强化（EHD）单管试验中进行对流传热实验,蒸汽走管程,空气走壳程。实验结果表明：在相同的雷诺数下,施加电场后,传热膜系数和阻力系数都有一定的提高,其中花瓣管的强化效率指标最大,达到1．98,在电压为30kV时,花瓣管外电场强化作用最明显,强化系数达2．76。     

纵向翅片管管外换热与阻力特性的实验研究

换热器管外强化传热技术主要是对光管合理肋化 ,即在光管上敷设一定形状的翅片进行强化换热 ,翅片对扩大换热面积和改善流体的流动状态均有较显著的作用。但纵向翅片管却依赖进口。为此 ,采用修正的威尔逊修正图解法 ,利用稳定工况下测得的实验数据 ,研究了焊接式纵向翅片管换热器翅片侧的传热特性和阻力特性 ,并与同规格光管换热器做了对比 ,得到了在一定物性和流态下该种换热器的换热及阻力准则关系式。在相同的Re情况下 ,纵向翅片管换热器传热系数K值明显高于光管换热器 ;在Re值较低的情况下 ,翅片管外翅片的强化传热效果更好 ;与有折流板的光管换热器相比 ,纵向翅片管换热器壳程压力损失较小     

加氢裂化在役高压空冷器翅片管束涡流检测

针对炼油加氢高压空冷器翅片管的腐蚀特点,结合远场涡流和常规涡流检测技术能准确检测出在役空冷器翅片管中的缺陷。检测结果和解剖结果的对比表明,该检测方法具有较高的准确性和可靠性。     

加氢装置用双金属轧制翅片管高压空冷器的研制

介绍了加氢装置用双金属轧制翅片管高压空冷器的研制内容及成果,并给出了双金属轧制翅片管与普通缠绕式翅片管接触热阻的试验对比数据。     

烟气余热锅炉换热段流体流动数值模拟

采用数值分析软件对烟气余热锅炉烟气侧的流场及压降特性进行数值模拟,得出烟气余热锅炉不同换热段的压力场和速度场分布以及不同换热段的压力损失,将计算值与实测值进行对比,分析了不同换热段的流动状态及造成不同流动形式的影响因素及作用。研究结果表明,在介质流速及物性一定的情况下,当同排换热管间距减小到一定程度后,在管排背风侧形成流动死区;当相邻2排换热管(错排、正排)间距增大到一定程度时,烟气在2排管之间形成漩涡,最大流速出现在管束背风侧。     

热管结构参数对空气预热器最低壁温的影响

针对空气预热器低温腐蚀问题 ,介绍了热管空气预热器最低壁温的调节原理 ,结合计算实例分析了管径、管长、翅片高度、翅片间距以及翅片厚度等结构参数对壁温的影响。结果表明 ,热管的翅片高度和翅片间距是非常有效的壁温调节参数 ,这个结论对热管空气预热器的防腐设计有一定的指导意义。     

斜针翅管强化换热器的研究

介绍斜针翅换热器针翅温度场、传热系数和压降的计算方法,并根据理论研究与试验数据得出形式简单、使用方便的半经验计算公式。对斜针翅管与光管、螺纹管进行了设计方案比较,结果认为在管外介质为高粘度流体时,使用斜针翅换热器强化传热效果较好,不仅可减少设备投资,还可降低操作费用。     

套管对空温式气化器传热的影响

在空温式气化器翅片管内加装套管,将翅片管与套管作为整体建立传热计算模型,采用计算流体力学(CFD)数值模拟空温式气化器的传热过程,获得不同内径( φ6、φ8、φ10 mm)套管气化器流速、温度、气含率、传热系数的分布规律。搭建套管结构空温式气化器实验平台,通过实验验证数值模拟结果的可靠性。结果表明：模拟的气化器出口温度和实验结果误差为4.75%~6.46%,翅片表面的温度误差在7%以内,验证了数值模拟所采用假设的准确性;套管对传热管内流体的流动特性具有扰动作用,并提高了其换热能力;3种规格套管中  φ6 mm套管翅片表面温度最高,其气含率比无套管结构提高4%,强化传热效果最优。