板翅式换热器平直翅片表面流动及传热特性

为了提高板翅式换热器的换热性能,采用CFD数值模拟方法,研究了翅片结构参数和入口Re数对板翅式换热器平直翅片的表面传热与流动阻力特性的影响。研究结果表明:当流体被加热时,翅片通道内部靠近固体壁面的流体温度较高,通道中心主流体区温度较低。流体在翅片通道内的温度分布呈一定梯度,靠近一次表面的流体温度梯度较大,而靠近二次表面的流体温度梯度较小。随着翅片高度和翅片间距的增加,平直翅片的表面传热因子和摩擦因子增大。而且,增加翅片的厚度,可在一定程度提高其换热性能,但翅片厚度存在一个最优值。研究结果可为板翅式换热器的优化设计提供理论指导。     

弓形折流板换热器动态特性试验研究

建立了可进行壳管式换热器动态特性试验研究系统,通过试验研究的方法对以水-油为换热工质的弓形折流板换热器动态特性进行了试验研究,进口流量扰动为等百分比流量特性.研究了四种流量扰动方式下水和油出口温度的动态响应.同时研究了在一定Re数下,异侧不同的流体扰动量对换热器进出口温升的影响.实验表明液液换热系统温度的动态响应时间比较长,在正负的流量扰动下,弓形折流板换热器进出口温度变化呈现线性变化,进出口温升在正负流量扰动下其变化趋势具有对称特征.     

Gr.2钛薄板成型可拆板式热交换器板片的研究

目前,国内板式热交换器行业所用钛板材料主要为Gr.1钛。Gr.1钛板成型性能好,可成型较为复杂的热交换器板片,但其缺点为强度较低,易于变形。为了提高热交换器的承压能力,我们对强度较高的Gr.2钛板进行了热交换器板片成型试验。经过试验证明,经过性能调整的Gr.2钛板可以成型出热交换器板片,但还需要解决表面微裂纹的问题。     

薄管板换热器的拉杆固定结构优化设计

薄管板换热器具有节省材料,加工方便的特点,可有效降低设备造价和缩短订货周期。由于管板自身特点,常规用于厚管板换热器上的拉杆结构已不适用于薄管板换热器。本文提出一种针对《热交换器》GB/T151-2014中拉杆与管板连接结构的优化结构,以适应薄管板换热器的设计要求。     

板式热交换器热混合设计研究

影响板式热交换器传热性能的主要因素有传热系数K、对数平均温差Δtm、介质的压力降ΔP以及板片的承压能力等。研究了在两个恒定的板间流速下,对高NTU、中NTU和低NTU通道三种板片结构进行组合并进行热工性能试验。研究软板的数量对板式热交换器的压力降ΔP及传热系数K的影响得到有助于热交换量—流量—允许压降完全匹配的板片组合形式。     

涡产生器翼展对每管六涡扁长椭圆管管片式换热器传热与阻力性能的影响

应用萘升华传质/传热比拟实验方法,研究了固定片间距、相同三角翼形涡产生器翼高比和攻击角条件下,涡产生器翼展改变时每管六涡扁长椭圆管管片式换热器换热板芯的换热和阻力特性,分析了涡产生器翼展的变化对错排椭圆管管片式换热器强化传热与阻力特性的影响.研究结果表明,当涡产生器的翼展增加时,一方面换热板芯的传热性能有较大幅度的改善,另一方面实验板芯的阻力系数增大得也很快.利用传热因子与阻力系数比值的综合评价结果表明,涡产生器翼展较小时扩展表面的换热性能较好,从而为该型换热器设计提供了一定的理论依据.     

H型纵流壳程换热器环板厚度受力分析

针对合成氨变换工段中的主热交换器(H型纵流壳程换热器)系列,分析了同一种工艺条件下,不同环板厚度和结构尺寸对换热器最大应力和环板应力的影响,并提出了相应的设计参考准则,供以后设计参考.     

细小槽道换热器内相变微胶囊悬浮液对流传热DPM模拟

基于离散相模型,采用颗粒比热容随温度变化分段函数描述颗粒的相变过程,模拟了相变微胶囊悬浮液在细小槽道换热器内的对流传热特性,考察了不同入口流量时换热器进出口压差及温差的变化规律,并与纯水进行比较,分析了换热器内部及加热面温度分布,研究了换热器典型通道修正的局部努赛尔数Nux*沿流动方向的变化规律. 结果表明,相变微胶囊悬浮液在换热器内的压损随流量变化规律与纯水一致,较纯水有所增大;引入相变微胶囊颗粒减缓了加热面和流体温度升高的速率,使换热器出口及加热面的温度比纯水低;受进出口位置影响,换热器内温度呈现中间通道低、向两侧逐渐升高的分布规律. 不同通道的Nux*沿流动方向的变化规律存在一定差异,部分通道内相变材料完全融化,而部分通道内相变材料尚未完全融化就流出换热器. 需改进换热器进出口位置或对换热器内部结构进行优化设计以获得较好的流量分配特性,从而改善换热效果.     

基于聚(N-异丙基丙烯酰胺)的热响应性细胞培养表面及其在细胞片工程的应用研究进展

通过接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PIPAAm)制备的热响应细胞培养表面，在外部温度变化后显示受控的细胞黏附和分离特性，可用于制造细胞片。对基于热响应性细胞培养表面的细胞片制备、细胞片操作和移植的广泛研究建立了细胞片工程的跨学科领域，使其成为组织工程和再生医学中一项有前途和有吸引力的技术。本综述整理各种类型的PIPAAm基热响应表面的制备方法、性质，并介绍了细胞片的制备及细胞片工程用于治疗和再生受损人体组织的研究进展。     

板式换热器波纹板片结构承载特性研究

采用数值模拟方法研究了板式换热器波纹板片结构参数对结构承载特性的影响规律。结果表明:波纹板片的结构承载能力与展开系数和板片厚度成正相关,与波纹倾角和波高成负相关,梯形波纹板片的结构承载能力最佳。对波纹板片进行合理地结构优化,可以在15%～60%范围之内降低板片的结构应力,并且将板片的刚度值提升1. 5～4. 5倍。     

波纹板换热器的传热过程分析

波纹板换热器由于传热效率高,占地面积少,热损失小等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。文章对波纹板换热器的传热过程进行分析,测试了流体流速对换热器传热性能影响。指出在换热器选型时,要综合考虑各个因素,使换热器的传热性能与经济性之间达到优化匹配。     

板式换热器结构优化三维数值分析

应用数值计算软件fluent对BR0.015F型人字形板式换热器进行数值模拟。分别从板片波纹的倾斜角β、高度h和间距l 3方面对板式换热器的传热、阻力影响进行研究,并拟合出相应努塞尔数Nu,传热因子j和摩擦因子f与板间流速的变化关系。结果表明:从对传热效果影响程度来看,波纹的间距l要大于倾斜角β和高度h;而对压降的影响,波纹的间距l要小于倾斜角β和高度h;从对流动状态影响程度来看,波纹夹角β和节距l要大于高度h。对比结果表明:在倾斜角β=60°,节高比为p=2.4时,板式换热器具有较好的传热效果。     

非牛顿流体在波节套管换热器中流动与换热的实验研究

针对非牛顿流体在波节套管换热器管程的流动与换热进行了实验研究。重点研究了0.2%黄原胶溶液(XG)在不同波节套管换热器管程流动时的传热与阻力特性,并分析了强化传热机理。结果表明在相同工况下,随着管程黄原胶溶液Reynolds数Re_XG的增大,套管换热器总传热系数k和管程进出口压降Δp逐渐增大;波高H和波距S影响黄原胶溶液在套管换热器管程的流动与换热。随波高H增大,黄原胶溶液受波节处的涡旋效应的影响更明显,流体层间剪切力变大导致黄原胶溶液黏度变小,湍流程度更大,管程传热性能提高,压降也增大,但综合传热性能不断优化;随波距S增大,单位长度波节数量减少,对黄原胶溶液扰动影响降低,湍流程度降低,管程传热系数先增大后减小,流动阻力不断降低,综合传热性能先提高后减弱。当H=3.5 mm、S=30 mm时管程波节管的综合换热因子η_tube达到最大,η_tube是相同条件下圆管的5.11~6.69倍。     

非牛顿流体在波节套管换热器中流动与换热的实验研究

针对非牛顿流体在波节套管换热器管程的流动与换热进行了实验研究。重点研究了0.2%黄原胶溶液(XG)在不同波节套管换热器管程流动时的传热与阻力特性,并分析了强化传热机理。结果表明在相同工况下,随着管程黄原胶溶液Reynolds数Re_XG的增大,套管换热器总传热系数k和管程进出口压降Δp逐渐增大;波高H和波距S影响黄原胶溶液在套管换热器管程的流动与换热。随波高H增大,黄原胶溶液受波节处的涡旋效应的影响更明显,流体层间剪切力变大导致黄原胶溶液黏度变小,湍流程度更大,管程传热性能提高,压降也增大,但综合传热性能不断优化;随波距S增大,单位长度波节数量减少,对黄原胶溶液扰动影响降低,湍流程度降低,管程传热系数先增大后减小,流动阻力不断降低,综合传热性能先提高后减弱。当H=3.5 mm、S=30 mm时管程波节管的综合换热因子η_tube达到最大,η_tube是相同条件下圆管的5.11~6.69倍。     

高温高压换热器密封结构的分析

根据高温高压换热器的设计条件,从设计参数、材料选择、密封原理、结构特点等方面对炼油化工装置中常用的高温高压换热器密封结构进行了分析。     

蛇管式换热器传热性能的数值模拟

利用Fluent对光滑蛇管换热器进行了模拟,将得出的结果与经典理论比较,发现数值模拟方法具有相当的可靠度,并在相同外部条件下对4种不同结构的波纹式蛇管进行模拟,得出湍流状态下管内流体的温度场和速度场,从微观上说明了波纹管强化传热机理。分析了波纹高度对波纹式蛇管传热效率的影响。     

波纹管传热强化效果与机理研究

通过有限元数值计算考察了波纹管内的流动与传热性能,研究了不同的流体入口雷诺数Re及结构参数对管内平均传热系数的影响,探讨了其强化传热机理。研究发现,在常见的湍流范围内,波纹管内平均传热系数是相同条件下直管的1.06—3.0倍,最佳强化效果出现在Re=16 000附近;波峰处回流区的存在对波纹管的传热强化起到了决定性的作用。此外还拟合出了波纹管内的传热准则方程,有助于指导波纹管换热器的工程设计。     

几种新型换热器的特点及使用状况对比

对板式换热器，波纹管换热器和超导热管换热器的特点及使用场合进行了分析，对比。指出只有根据不同的使用场合正确选用换热器，才能取得良好的应用效果。     

逆向传热

对换热器设计中经常遇到,同时又易于忽略的温度交叉和逆向传热进行了深入的探讨并指出其弊病。通过换热器的严格法计算机模拟,对某烃-水换热器,完成规定的热负荷;若采用单台换热器,存在6.5℃的温度交叉,需面积229m2,若采用2台串联,既避免了逆向传热,面积还降低到78m2。通过对于最常用的3类换热器分析得到以下结论:由于存在逆向传热的风险以及对数平均温差校正因子过低,单壳程、双管程换热器不允许存在温度交叉;而对于单壳程、单管程和双壳程、双管程2类换热器,允许存在温度交叉,且无逆向传热之虞。最后指出了解决逆向传热的方法。     

波节管换热器的研制开发与应用

对波节管换热器的结构做一简介,阐明波节管换热器的结构特点及其设计和制造要点。