液化天然气绕管式换热器壳侧混合工质流动及传热特性

绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型,探究了不同质流密度、干度等因素对壳侧流动传热特性的影响,并通过绕管式换热器流动换热实验平台进行了实验验证,证明了模拟所得规律与实验结果有良好的吻合性。结果表明：压降随干度的增加而增加;传热系数随干度的增加有所减小;壳侧制冷剂在不同干度下主要呈现柱状流、滴状流、气状流等流型。本研究为设计和优化绕管式换热器提供了理论基础。     

二氧化硫强制动态氧化过程的模型化(Ⅳ)——模型参数的修正与单级反应器的性能预测

模拟计算证明,反应器操作特性对传热参数的变化是不敏感的,但对化学反应宏观动力学参数的变化是敏感的.通过使模型预测结果与大量模试数据相拟合的办法修正了宏观动力学参数.利用所发展的数学模型和修正后的参数,对单级反应器的操作性能进行了预测与分析,所得到的结论对工业反应器的设计、运行和优化具有指导作用.     

二氧化硫强制动态氧化过程的模型化(Ⅳ)模型参数的修正与单级反应器的性能预测

模拟计算证明,反应器操作特性对传热参数的变化是不敏感的,但对化学反应宏观动力学参数的变化是敏感的.通过使模型预测结果与大量模试数据相拟合的办法修正了宏观动力学参数.利用所发展的数学模型和修正后的参数,对单级反应器的操作性能进行了预测与分析,所得到的结论对工业反应器的设计、运行和优化具有指导作用.     

MODELING OF UNSTEADY - STATE OXIDATION PROCESS OF SO_2(Ⅳ) MODEL PARAMETER MODIFICATION AND PERFORMANCE PREDICTION OF ONE - STAGE FLOW REVERSAL REACTOR

模拟计算证明,反应器操作特性对传热参数的变化是不敏感的,但对化学反应宏观动力学参数的变化是敏感的.通过使模型预测结果与大量模试数据相拟合的办法修正了宏观动力学参数.利用所发展的数学模型和修正后的参数,对单级反应器的操作性能进行了预测与分析,所得到的结论对工业反应器的设计、运行和优化具有指导作用.     

脉动热管技术研究及应用进展

脉动热管由于具有结构简单、成本低廉、传热性能突出及环境适应性强的优点,已成为近年来热管技术领域的一个研究热点。本文在介绍脉动热管基本工作原理和结构特征的基础上,系统综述了其在可视化、传热特性实验和理论模拟分析等方面的研究现状,并就纳米流体脉动热管和微型脉动热管的研究进展作了一定报道,同时还总结了脉动热管在微电子冷却、余热回收、干燥、太阳能集热和制冷空调等方面的应用研究情况。最后,分析探讨了脉动热管研究中包括模型预测、设计优化、传热极限等在内的一些尚需解决的关键问题和今后的研究发展趋势。     

管束沸腾传热的研究

一、前言管束沸腾传热对工程实际应用具有重要意义,例如蒸发器、蒸汽发电机、重沸器以及许多主要的传热装置都是采用管束沸腾进行热交换的,因此,可靠地预测管束沸腾传热性能是设计这类传热装置的关键。单管是构成管束换热器的基本结构单元,由于管束几何排列及沸腾现象的复杂性,单管的实验和理论研究结果远远     

相变热控装置内部的传热特性

针对舱内热控用相变热控装置内部的传热特点,研究装置内相变材料吸热过程的相变传热及流固耦合传热规律,建立了相应的数理模型及数值计算方法,进行了实验验证,并在此基础上分析了典型热控单元吸热特性的影响因素及作用规律。相关研究成果将为相变热控装置吸热及热控特性的有效预测,以及为装置的设计及优化提供参考。     

蒸汽加热垂直矩形窄通道传热特性实验研究

以去离子水为工质，对1 400 mm×250 mm×2.75 mm的蒸汽加热垂直矩形窄通道展开沸腾传热特性实验研究。结果表明：质量流量变化对于平均传热系数的提升效果弱于入口温度的改变，窄通道内的传热机理以核态沸腾为主导因素；加热功率的提升对平均传热系数有促进作用，但是过大的干度会导致传热恶化，核态沸腾受到抑制，平均传热系数的增长受限；将实验数据与8个传热经验关系式对比，Kandlikar公式相较于其他公式的预测效果最好，并以Kandlikar公式为基础改进拟合了新的经验关系式，改进后的关系式与实验数据吻合良好，97.3%的数据预测误差在±40%以内。实验结果为板式换热器的评估和优化提供实验依据。     

动力型热管内R134a流动凝结传热过程的特性

针对动力型热管内流动凝结传热过程中的特性复杂未知,搭建了动力型热管冷凝特性测试实验台。对不同流量及干度下的R134a管内流动凝结过程中的压降特性和传热特性进行了实验研究,实验结果表明：压降随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加,与文献中3种不同压降模型进行了比较,得出Muller-Steinhagen-Heck模型能更好地预测管内流动凝结过程中的压降特性。传热系数随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加,并且低干度区的增长斜率要明显大于高干度区的增长斜率,与文献中4种不同传热模型进行了比较,得出Chen模型能更好地预测管内流动凝结过程中的传热特性。该研究为泵的选择、换热器的设计、系统的优化以及两相流凝结相变过程的研究提供了理论参考。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的Yong优化

由于传热温差引起的损失是蒸发系统中内部Yong分析的基础上，用内部Yong损最小为目标函数，用C语言编制优化程序， 采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化，得到最优的传热温差和传热面积。     

动力型热管内R134a流动凝结传热过程的特性

针对动力型热管内流动凝结传热过程中的特性复杂未知,搭建了动力型热管冷凝特性测试实验台。对不同流量及干度下的R134a管内流动凝结过程中的压降特性和传热特性进行了实验研究,实验结果表明:压降随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加,与文献中3种不同压降模型进行了比较,得出Muller-Steinhagen-Heck模型能更好地预测管内流动凝结过程中的压降特性。传热系数随着管内工质质量流量和气体干度的增加而增加,并且低干度区的增长斜率要明显大于高干度区的增长斜率,与文献中4种不同传热模型进行了比较,得出Chen模型能更好地预测管内流动凝结过程中的传热特性。该研究为泵的选择、换热器的设计、系统的优化以及两相流凝结相变过程的研究提供了理论参考。     

基于BP神经网络方法的热管中冷器热工性能分析

基于BP神经网络建立了热管中冷器的传热性能和阻力性能预测模型,采用基于Levenberg Marquardt的trainlm训练算法,对热管中冷器的传热性能和阻力性能进行了预测,经试验数据的验证,预测值与试验值吻合较好,传热性能网络预测最大相对误差为8.0%,平均相对误差为3.5%,阻力性能网络预测最大相对误差为13....     

垂直上升管内超临界二氧化碳传热恶化机理分析

超临界二氧化碳(SCO₂)流动传热过程中会发生传热恶化现象,领域内对该现象产生的机理仍存在较大争议。针对现有提出的四类不同的传热恶化机理,通过数值模拟研究,分析在不同工况下内径为5 mm的垂直上升管流动传热过程,从微观层面探究传热恶化机理。研究结果表明,四类机理观点中浮升力效应能更好地解释传热恶化现象,其他三类均具有一定的局限性。SCO₂传热恶化现象主要由密度变化引起的浮升力效应导致,当前工况下忽略重力影响时,传热恶化消失。浮升力效应通过改变内部流场的湍流结构,降低了湍动能的产生(层流化),湍流热扩散作用削弱使得传热效率下降,导致了传热恶化现象。研究结果对于SCO₂传热恶化的理论研究和预测关联式具有一定的指导意义。     

结构化金属填充床传递特性的数值模拟

运用计算流体力学（CFD）与计算传热（CHT）方法,对结构化金属填充床内的流体动力学和传热特性进行了详细的模拟,以预测其流场和温度场.分析了床层结构参数和物性的变化对结构化金属填充床传热性能的影响,发现在Re较小且结构化材料和床层空隙率相同的情况下,气固相之间换热的比表面积越大,传热效果越好.进一步将模拟结果与传统颗粒填充床的压降与传热特性进行对照,从而推断结构化金属填充床具有很好的传递性能.     

基于GA-BP神经网络的超临界CO2传热特性预测研究

超临界二氧化碳（S-CO₂）动力循环在能源利用领域中拥有广阔的应用前景,其中超临界CO₂的传热特性对其能量转换效率至关重要。开展了超临界CO₂在水平小圆管内对流传热实验研究,并通过建立遗传算法优化的BP神经网络模型（GA-BP）,对其在不同工况下的传热特性进行预测分析。实验参数范围：系统压力7.5~9.5 MPa,质量流速1100~2100 kg/（m²?s）,热通量120~560 kW/m²。实验结果表明,超临界CO₂传热系数随流体温度的升高先增大后减小,在拟临界温度附近达到最大值。GA-BP神经网络模型能有效地预测超临界CO₂的传热系数,预测数据的决定系数R²为0.99662,超过95%的数据误差位于±10%范围内,平均误差为3.55%,为超临界流体传热预测提供新的思路。     

管壳式换热器强化传热研究进展

管壳式换热器作为工程中应用广泛的换热器,具有结构坚固、适应性强、能够利用和回收热能等优点。在追求高能源利用效率的背景下,换热器的强化传热得到广泛关注。本文重点阐述了管壳式换热器的强化传热相关研究进展,包括换热器本身几何结构的优化、换热流体的热物性改善以及多种强化传热技术结合的复合强化传热方法。其中几何结构优化主要包括改变换热管管型、增加管内插入物以及壳程中的隔板优化研究等。换热流体热物性改善包括纳米流体提高热导率、潜热型热流体提高比热容等。复合强化传热是将多种强化方法结合,可弥补单一方法的不足,以获得更高强化传热效果。最后指出管壳式换热器强化传热未来的研究方向在于持续开发强化传热管、制备稳定的纳米流体及潜热型流体以及多种强化方式复合提高强化效果。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的(火用)优化

由于传热温差引起的Yong损失是蒸发系统中内部Yong损的主要形式，在Yong分析的基础上，以内部Yong损最小为目标函数，用C评议编制优化程序，采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化，得到最优的传热温差和传热面积。     

基于颗粒尺度的离散颗粒传热模型

颗粒间传热在诸多工业过程中有着十分重要的作用。详细考虑颗粒间传热机理,对颗粒间各传热途径建模,包括颗粒内部导热、颗粒粗糙表面传热、颗粒表面气膜及接触颗粒间隙气膜传热,并与离散颗粒模型(DEM)耦合,建立颗粒尺度下离散颗粒传热模型。以固定床为对象,考察颗粒粒径、颗粒比热容、颗粒热导率及压缩负载对固定床有效传热系数的影响,并将本文计算值和文献的实验值及模型预测值对比,结果表明,该模型可定量预测固定床有效传热系数。本文建立的离散颗粒传热模型为合理预测颗粒体系内的传热提供了一种有效方法。     

碳酸钾三效蒸发系统有效传热温差的优化

由于传热温差引起的损失是蒸发系统中内部损的主要形式 ,在分析的基础上 ,以内部损最小为目标函数 ,用C语言编制优化程序 ,采用单纯形法对三效蒸发系统的各效传热温差和面积进行了优化 ,得到最优的传热温差和传热面积     

管壳式换热器壳程传热强化研究

壳程的传热强化是管壳式换热器传热强化的一个重要方面.回顾了管壳式换热器壳程传热强化研究的发展.从流场和温度场协同配合作用的角度出发,研讨高效强化传热管的发展途径.指出壳程结构的优化必然同强化管束的优化组合相联系,且运用计算流体力学技术对壳侧流场和温度场进行数值模拟对研究管壳式换热器壳程的传热强化具有重要的指导意义.