内螺旋外棘齿管对流换热与流阻实验研究

针对火力发电厂无铜化运行需求．研制并加工出一种钢质双侧强化传热管一内螺旋外棘齿管。采用通用的强化传热管试验装置,对5根不同结构参数的内螺旋外棘齿管进行了水平单管管外蒸汽冷凝和流阻特性试验研究。根据大量实验数据,拟合出实验雷诺数尺P范围内的管内换热努塞尔数Nu及阻力系数f的计算关联式,并对内螺旋外棘齿管的热力性能进行了评价。实验研究发现：所有内螺旋外棘齿管管内换热系数比光滑管提高了42％～152％,同时阻力系数增加了48％～350%。最后得出结论：无论在何种工况下运行。内螺旋外棘齿管的换热与流阻综合性能均优于光滑管。可用做发电厂换热设备的管芯。大大提高电厂热能的利用。     

进口轴向叶片旋流器强化管内换热的研究

对进口轴向叶片旋流器强化管内换热进行了试验研究,提供了传热和阻力的试验数据,分析了旋流器结构参数,管内Ｒｅ数,试验段长径比对传热和阻力的影响,得到了传热和阻力准则关联式,并对旋流器强化管内换热的热力性能进行了定量评价。试验表明：在试验范围内使用进口轴向叶片旋流器来强化管内换热总是有利的。     

内螺旋外棘齿管管内对流换热与流阻特性实验研究

针对发电厂换热器的特点及无铜化运行需求,开发出一种新型钢质双面强化传热管———内螺旋外棘齿管,对5根不同结构参数的内螺旋外棘齿管对流换热特性和流阻性能进行了实验研究。根据大量实验数据,采用多元线性回归法得到了具有较高精度的管内换热努塞尔数Nu及阻力系数 f计算关联式,并对结构参数对管内换热与流阻特性的影响进行了分析,研究结果为冷凝式换热器的设计及改造提供了理论依据。     

横纹管污垢性能的实验研究

在实验室进行了横纹管的传热性能实验，得出了横纹管管内强制对流换热关联式。以硬度800mg/L的人工硬水作为工质，在流速0．38m/s，管外水浴温度60℃和相同管内工质入口温度的条件下，进行了横纹管及其对应光管管内污垢的对比实验。结果表明，横纹管不仅有较好的传热性能，还有较好的阻垢性能。     

空气横掠顺列螺旋槽管管束的试验研究

以管束及管子的几何参数为研究对象,在风洞试验台上对顺列螺旋槽管管束进行了横掠换热试验研究,得出了换热和阻力关联式.结果可为顺列布置的卧式螺旋槽管空气预热器,尤其是循环流化床锅炉的空气预热器提供设计依据.     

螺旋折流板换热器热力设计方法及其实验校核

提出了用于螺旋折流板换热器壳侧阻力及换热性能预测的关联式,即通过一系列修正因子对流体掠过理想管束的阻力及换热关联式进行修正后获得具体换热器的阻力及换热性能参数,并基于Bell-Delaware方法,总结了用于螺旋折流板换热器的热力设计方法,该方法可用于螺旋折流板换热器的设计和校核。同时,选用一台螺旋折流板油冷器实际产品进行了实验测试,获得了其壳侧压降和总传热系数,并将测试获得的壳侧压降和总传热系数用于热力设计方法的校核,通过对比发现,所提出的热力设计方法可以基本满足工业设计的初步设计要求。     

多头螺旋槽凝结器管节能效果的探讨

螺旋槽凝结器管既有改善管外膜态凝结性能,又有强化管内对流换热条件的功效,同时亦有流阻增加而加大循环泵功耗的弊端,开发研制多头螺旋槽凝结器管优化参数,从而达到节能降耗,兴利除弊的效果。     

正弦型波纹管二次流强化换热模拟研究

基于计算流体力学理论,采用全模型的数值模拟方法,对不同波纹周期和波峰高的正弦型波纹管进行了研究,分析了其管内流动与换热的规律。结果表明:由于波纹管内螺旋二次流的存在,改善了雷诺数对正弦波纹管换热系数的影响,进一步提升了波纹管的换热性能,在湍流条件下,较小波纹周期和较大波峰高的波纹管换热性能更优;在相同条件下,通过改变波纹管的波纹周期,最高可使波纹管强化传热效果达到光滑直管的约4.1倍,改变波峰高最高可达到约4.5倍的强化效果;在实际工程应用中,可通过减小波纹周期或增加波峰高,强化波纹管流体产生二次流,从而降低其流体的流动阻力,以提升其换热性能。     

横向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的实验研究

为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机制的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行了实验研究,获得了横向节距对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,并提出相应的关联式.结果表明:在横向相对节距范围2.31～3.15,相同雷诺数Re和纵向节距下随横向节距增大,翅侧努谢尔数Nu变化在±3%内;欧拉数Eu减小约20%;综合传热性能j/f(科尔伯恩传热因子与范宁摩擦因子比值)增大约25%.通过与错列光管管束的比较,表明锯齿螺旋翅片管束强化换热性能较优,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景.     

螺旋槽管结垢试验研究

本文对滚压螺旋槽铜管在结垢工况下与光管进行了性能比较试验。用人工硬水流过两个平行的蒸汽凝结器。每个蒸汽凝结盟内分别装置了两根螺旋槽管和光管。由于结垢，螺旋槽管和光管总传热系数和管程对热系数均随时间增加而下降，但循环水流速越大，螺旋槽管总传热系数和管程对流换热系数比光管下降幅度越小，搞结垢性能越优于光管。     

异形凹槽螺旋槽管传热及流动阻力的实验研究

在螺旋槽管的基础上开发出一种新型强化管一异形凹槽螺旋槽管，对5根不同结构参数的异形凹槽螺旋槽管的换热特性和流体动力学特性进行了试验研究，实验时Re在8000-30000间，所有实验数据均在管外冷凝条件下获得的，对大量实验数据用多元线性回归法得到了具有较高精度的异形凹槽螺旋槽管的传热系数及摩擦系数的统计关联式，分析了影响异形凹槽螺旋槽管传热与流阻性能的主要因素，为换热器的设计及改造提供了理论依据。     

低压加热器铜管氨腐蚀分析及无铜化改进实验研究

分析了低压加热器铜管氨腐蚀的条件和机理,并对在低压加热器中采用钢制螺旋槽管替代原有铜光滑管,进行了基础实验和工业试验研究。以水蒸汽、水为介质的单管凝结换热实验的结果表明,钢质螺旋槽管的总传热系数比光管提高10%～17%,且钢质螺旋槽管低压加热器工业试验也表明,其总传热系数比铜光滑管低压加热器提高2.5%。因此,可以采用钢质螺旋槽管替代低压加热器中的铜光滑管,实现锅炉给水系统无铜化运行的要求。     

立管冷凝强化传热研究的进展

立管冷凝强化传热技术是利用Gregorig效应在凹槽的顶端产生薄膜冷凝,并通过凹槽有效地排液,从而达到强化膜状冷凝换热的目的。为此,对波形曲面凹槽管、垂直余弦形沟槽管、V形纵槽管、垂直光管设置纵向金属丝、立式螺旋槽管和小螺旋角的内外螺旋三角翅片管在强化冷凝热方面研究的进展作了概述,并介绍了制备低表面能合金材料以实现稳定滴状冷凝的冷凝换热强化新技术。最后指出,立管冷凝强化传热技术在电站的立式加热器中应用,可以较大幅度地提高给水温度,实现节能增效。     

凝汽器采用螺旋槽铜管强化传热的试验研究

本文对水平螺旋槽管凝结放热进行了实验研究,并在电厂凝汽器上进行了工业试验。结果表明,螺旋槽管换热器总体传热系数比光管换热器提高约23％～48％,凝汽器采用螺旋槽管后,使N25—3.43/435汽轮机背压降低1.16kPa,因而具有显著的经济效益。     

折流栅对汽轮发电机定子水冷器传热与阻力特性影响的研究

为了研究折流栅对汽轮发电机定子水冷器传热与阻力特性的影响,对折流栅水冷器壳侧进行了流路分析,并以折流栅及螺旋槽管为强化换热元件对水冷器传热和阻力性能进行了模化试验研究。折流栅作为管束的支撑结构不仅可以减轻流体诱导振动,而且可提高换热系数,降低压降。随着折流栅间距减小,水冷器传热性能提高,但阻力也相应增大。因此,应合理选择折流栅间距,以实现水冷器结构和性能的优化,更好地满足汽轮发电机的实际运行工况。     

锅炉烟管管束最优匹配问题的求解与结果分析

根据已建立的由两种烟管所组成的锅炉烟管管束阻力的最优匹配模型,利用求解有约束的非线性优化问题的数学方法,计算出满足约束条件的经过阻力最优匹配后的烟管管束的各种结构参数,其管束的总换热量明显高于不经阻力最优匹配时的换热量。这种考虑不同形式烟管阻力系数影响管内烟气流动的计算方法可使锅炉烟管管束的热力计算结果更为精确。表３参３     

结构对横纹管综合性能影响的研究

对多种结构的横纹管管内速度场和温度场进行了数值模拟,按场协同原理分析了其中3.种横纹管管内湍流换热情况.考虑不同管型的流动阻力差异,对其换热能力进行了综合评价比较,从而得出最佳管型.分析结果表明:在入口流速为0.5～3 m/s的范围内,最佳管型的综合换热能力是常用横纹管的1.3倍左右.