螺旋扁管强化传热技术研究进展

介绍了新型强化传热元件螺旋扁管及其换热设备的结构特点与强化传热机理。对无相变及相变工况下螺旋扁管传热特性的理论、实验及数值模拟研究进行了综述与讨论,介绍了螺旋扁管换热设备的应用状况。在此基础上,指出螺旋扁管传热技术尚待开展的工作包括丰富传热介质种类、管内外流场可视化及加强相变传热特性研究。     

中温热管空气换热器的模拟研究

在单根萘热管传热性能理论和实验研究的基础上,对中温热管换热器内部的温度场和流场进行了研究,选用有效度—传热单元数(ε-NTU)法、离散型计算模型及V-Basic程序,通过多次迭代对中温热管换热器内部的传热和流动进行模拟计算。另外,采用多孔介质模型,利用Fluent软件来近似模拟了热管换热器内部的传热情况,将程序计算结果与模拟所得数值进行了比较和误差分析,并研究了各排热管内外温度的协同作用。     

双面矩形平板脉动热管的传热性能

对一种双面矩形通道的新型平板式脉动热管进行了传热性能试验研究,分析了充液率、倾角、工质等对传热的影响.从试验结果来看,存在最佳充液率(25%～30%)和最佳工作角度(90°),使得热管工作性能最优;在相同条件下,采用二次蒸馏水作为工作介质时,热管工作更稳定.该型热管传热性能(280 W/(cm·℃)) 较过去研发的其他脉动热管(91.43 W/(cm·℃)),当量导热系数提高2倍以上.     

环路热管双孔径分布毛细结构的研究进展

双孔径分布毛细结构因在高热流密度下的优异传热性能而被越来越多地应用在环路热管蒸发器中。本文总结了环路热管双孔径分布毛细结构的主要类型、形貌特征、制备工艺及内部传热过程;通过分析孔径分布、芯体厚度、蒸气层厚度及气液界面的薄膜蒸发,探讨了双孔径分布毛细结构的传热机理,并与单孔径毛细结构的传热性能进行了对比;最后综述了双孔径分布毛细结构主要热物性参数的计算模型及试验关联式。     

内翅片管换热器传热性能实验研究

以内翅片管作为换热器传热元件，通过实验方法对其传热性能进行研究。在考虑了内翅片使管内传热面积增大，传热性能提高这一特点，经过反复实验，回归出了内翅片管传热的准则方程式。并对与内翅片管结构和特点相近的内插管，在外型尺寸相同、实验条件相同的前提下，进行了传热性能实验研究和比较。     

螺旋扭曲扁管式换热管流体流动及传热特性的CFD仿真

从理论上分析了烟气余热回收装置螺旋扭曲扁管式换热管的机理。利用CFD软件,研究了螺旋扭曲扁管式换热管管程内流体流动及传热特性,并对换热管传热性能的影响因素进行探讨。结果表明:相同操作工况下,螺旋扭曲扁管传热性能强于直椭圆管、普通圆管;扭曲比在影响螺旋扭曲扁管传热性能中有最佳值;螺旋扭曲扁管在不同扁度及流动状态下,扁度及雷诺数越大,强化传热效果越好。     

板式脉动热管内气液两相流流型演化及传热分析

基于VOF方法建立了板式脉动热管内气液两相流动和相变传热的三维非稳态数学模型,并进行了数值求解.研究了该型热管内气液两相流流型演化和相变传热特性,比较了不同加热功率条件下热管内的流型和温度分布.研究结果表明:该板式脉动热管在运行过程中出现的主要流型有泡状流、柱塞流、环状流;当加热功率为100和120 W时,启动工况下热管内总气相含气率会出现飞升;稳定循环运行工况下热管各点温度随时间做有规律的周期性脉动,加热段脉动幅度最大,绝热段次之,冷却段最小,温度脉动频率随着功率的增大而升高.     

散堆拉西环蓄热室三维非稳态传热与流动的数值模拟

基于散堆拉西环床层特性,应用多孔介质模型,对散堆拉西环蓄热室进行建模,研究其动态传热及气体流动特性。对蓄热室不同渐变段角度时的温度场、流场进行了对比分析,得到的模拟结果可以在一定程度上反应实际,其反应温度场及流场诸多现象的可视化结果对实际工程应用有一定借鉴作用。     

热管及其换热器在钢铁工业余热回收中的应用

热管及热管换热器具有传热效率高、结构简单、安全可靠、安装方便、流体阻力小、不需维修和外加动力等优点．已经获得了广泛的工业应用。应用主要集中在中低温余热资源回收利用方面，应完善高温热管，降低其成本，提高其可靠性，以拓宽热管换热器在高温余热资源中的应用。     

重力式萘热管的等温性能与安全使用研究

对萘热管的热性能进行了实验研究,分析了中温萘热管的等温性能以及确保萘热管安全稳定工作的条件,通过实验和运用Visual Basic进行编程计算的结果,综合评价萘热管的工作性能,为其实际应用提供基础数据。     

多头螺旋管换热过程的三维数值模拟

随着节能减排的生态发展理念深入人心,如何最大限度地提高能源的利用率,成为时下研究的热点．文中以多头螺旋管为研究对象,并以当量直径的光管作为基准管,运用有限元分析软件ANSYS对模型的传热过程进行数值模拟,得出了换热过程中温度场与流场的分布状况,而后结合传热学中的边界层理论和协同场理论对结果进行综合分析．结果表明：在等热流的情况下,多头螺旋管的换热性能明显优于光管,相对光管,多头管内流体的出口温升相对提高了2．6倍,出口速度相对下降50％;其特殊的内外凸筋结构,是强化传热的主要原因,同时,凸筋造成流体的有涡流动,也使得多头螺旋管管壁不易结垢．     

低翅片管换热过程的数值模拟及其结果分析

以用于冷凝器中的低翅片管为研究对象,利用ANSYS中的流体传热分析模块FLOTRAN CFD,建立管内通R22制冷剂,管外通空气的翅片管换热过程的二维模型,并对其进行流固耦合模拟分析.研究采用正交实验的方法,探究了换热过程中流场与温度场的分布状况,并结合传热学、流体学理论对结果进行了分析,研究表明:在等热流的情况下,翅片管的换热性能明显优于光管,在指定范围内,翅片管换热性能随翅片间距的增加而增强,随翅片厚度的增大而减弱,随翅片高度的增大而增强,但管外压降却随翅高的增大而显著变大,综合考虑换热性能与压降,对翅片管的结构参数进行了优化.      

Hydraulic Design of Large-Diameter Pipes

The Hazen–Williams formula is frequently used for the design of large-diameter pipes, without regard for its limited range of applicability. This practice can have very detrimental effects on pipe design, and could potentially lead to litigation. Available evidence shows that the application of the formula is accurate only if the operation of the pipe is located within the transition or smooth, turbulent-flow regimes. Most working ranges for water-supply pipes usually fall outside such conditions. This paper presents an analysis which highlights the potential implications of current use of the Hazen–Williams formula for the design of large-diameter pipe systems.     

移动床固体颗粒绕流顺排圆管的过程

工业中常用带埋管的移动床来加热或冷却固体颗粒物料,其过程涉及颗粒流与管壁间的复杂传热,而颗粒绕流圆管的流动过程对其传热效果起着决定性作用.为简化描述颗粒的流动过程,通过分析颗粒绕流圆管的特性,建立了拟漏斗流模型,并给出了模型所需颗粒绕流圆管描述参数的取值范围,模型可用以求取颗粒绕流圆管的速度场和时长等参数.建立了埋管移动床实验系统,考察了颗粒绕流顺排管束的过程;同时利用离散单元法(DEM)对该过程进行数值模拟,获得了颗粒绕流圆管的流动过程,并利用移动床实验结果对比验证了离散单元法数值模拟结果;最后,对比了基于拟漏斗流模型的计算结果和离散单元法数值模拟结果,并根据此结果对拟漏斗流模型的描述参数进行了确定.      

Heat Pipe Augmented Passive Solar System for Heating of Buildings

A passive solar heating system was built using heat pipes bonded to the absorbing surface of a solar collector mounted on the south wall of a building. The heat pipes provided one-way heat transfer from the absorber through the insulated wall of the building to water tanks placed inside the space to be heated. The space was then heated by means of natural convection from the surfaces of the tank. The evaporator and condenser ends of the heat pipe were designed to be connected by means of a flexible hose so that the system could be retrofit to an existing building. Simulations were carried out to match the experimental and simulated results. The conductance values obtained as a result of matching showed good agreement with theoretically calculated values. Potential performance improvements were identified, including increased liquid fill fraction in the heat pipes and increasing the heat transfer surface area of the water tanks at the condenser end of the pipe.     

管状换热器实用设计中需要考虑的几个问题

在管状换热器设计中首先要综合考虑加热综合条件,我国的国情和燃料特点,其次,在具体设计中要考虑Ｋ与αｋ和αｙ的关系,如何加强空气和烟气侧的传热,如何确定空气和烟气侧的流速,如何确定管间距、如何减化安装结构等,这样才能较好的设计效果。     

管材感应烘干炉内衬材料的选择

在KGPS-50-2.5感应热处理炉中，选用SFG-3、T2、N04400等3种材料的衬管，采用不同规格的管材在同样的频率、送料速度下进行烘干试验，发现随着管材外径的变化，引起管材温度上升的两个主要因素热传递和涡流所占的比例在逐渐变化：随着管材外径的减小，热传递的作用逐渐加大，涡流的作用逐渐减小，当管材外径大于45 mm时，热传递对温度的上升只占30%~35%的作用，当管材外径小于25 mm时，涡流几乎不起作用。对于D≥45 mm的管材烘干时可以选择SFG-3、T2或N04400材料内衬，对于D≤45 mm的管材烘干时，应选择N04400材料内衬。     

热管蒸发器加热段管外传热特性模拟分析

针对某印染厂导热油锅炉高温烟气余热未被回收的问题,拟加装热管式蒸汽发生器。通过采用Fluent软件对热管蒸发器烟气侧翅片管段进行传热特性的数值模拟,分析了不同的管间距、翅片间距和翅片高度对传热特性的影响;模拟结果与按经验公式计算的结果基本吻合,误差约为10%;同时可产生0.6 t/h的0.5 MPa蒸汽,经济效益可观。     

管道内气液两相流流激力研究进展

管道内气液两相流广泛存在于核工业、化工业以及石油运输等多个领域中,其诱发的流激力会引起管道振动,导致管系的疲劳破坏。本文分别从流激力发生机理、影响因素及计算模型出发,对流激力研究进展进行综述。研究表明:动量通量的改变被认为是引起流激力的最主要原因,管道内压力波动、液塞的脉动冲击、起伏不定的液波等因素同样会对流激力的产生做出贡献,针对不同流型建立完整的流激力发生机理的理论体系,是流激力机理研究方面的重点发展方向。在不同流型下,流激力展现出不同的波动特征,目前研究所针对的管道大多是单独的水平管或立管管道,开展多种集输–立管管道系统中流激力的研究将具有重要的工程意义。关于流激力经验模型和理论模型的建立逐渐完善,计算流体力学（Computational fluid dynamics,简称CFD）软件能够同时对流场和流激力大小进行模拟计算,优势明显,是一种重要的计算手段,对CFD软件计算结果的准确性进行研究,对比优选有效的CFD计算模拟方法,将具有重要科研价值。