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。     

钢质内螺旋外棘齿管传热与流阻特性研究及其应用

针对火电厂换热器无铜化的需求,研制并加工出一种钢材质一体化新型双侧强化传热管--内螺旋外棘齿管,介绍了该管的几何结构和强化传热机理.利用通用单管传热与流阻特性试验装置,对5根不同结构参数的内螺旋外棘齿管进行了换热特性和流体动力学特性试验研究.研究发现,所有内螺旋外棘齿管管内对流换热系数比光管提高了56%～189%,同时沿程阻力系数增加37%～330%.依据实验结果,将内螺旋外棘齿管应用到了某电厂的油冷却器,经过现场运行测试,总传热系数比用光滑铜管提高21%～45%.所做试验结果均表明：钢质内螺旋外棘齿管为有效解决我国电厂换热器无铜化课题提供了一种新的选择.     

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.     

第三类边界条件下管内强制对流换热实验

在第三类边界条件下，管内强制对流换热实验装置相对较为简单。由于实验避免了对管壁多点温度的直接测量，使实验相对简化。但在实验数据处理时，需利用已有的管外传热实验结果，即外部的传热条件必须是能够计算得到的。此外，本实验结果用于各类管状换热器的设计计算时，管外的介质温度往往是已知的，所以利于推广。     

层流脉动流中平行圆柱体对流换热的实验研究

为研究脉动流中圆柱体的对流换热特性,搭建了脉动流强化传热实验台架,研究不同雷诺数(Re=563 1689)、脉动频率(f=15 59 Hz)和压力振幅(prms=25～150 Pa)的脉动流中平行圆柱体的对流换热问题,获得了相对努塞尔数的经验公式Nur(f,prms,Re)。结果揭示了低频脉动流能显著增大平行圆柱体的对流换热系数,最大相对努塞尔数可达4.5以上。此外,固定雷诺数和脉动频率时,圆柱体表面平均温度随压力振幅的增大而非线性下降,但相对努塞尔数随压力振幅的增大而线性增加;固定压力振幅和脉动频率时,相对努塞尔数随雷诺数的增大而降低。     

螺旋槽管管内换热与阻力试验研究

本文以螺旋槽管应用于电站锅炉空预器为背景，利用可得到较高精度试验数据的试验装置，对以空气为工质的螺旋槽管传热与阻力特性进行了试验研究，得到传热与阻力计算公式，并对螺旋槽管的热力性能进行了评价。     

螺旋槽管强化管内换热试验研究

针对电厂锅炉管式空气预热器的管内运行工况,对螺旋槽管管内流动阻力和换热性能进行的试验研究,分析了管内Re数、槽深以及节距对螺旋槽管管内阻力和换热的影响,得到了管内阻力和换热的准则关联式,并对螺旋槽管的热力性能进行了定量分析。     

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。     

钢螺旋槽管冷凝换热的研究与应用

电站高压加器中的铜管由于给水ｐＨ值的震惊则使其寿命缩短。针对该问题,开展了用钢质螺旋槽管替代原有铜光滑管并使其达到原有换热遥研究。以水蒸不为介质的立式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钢质光滑管提高１０％～１７％Ｒ,且钢质螺旋槽管高压加热器工业试验也表明,其总传热系数比铜光滑管高压加器提高８％。因此,可以采用钢质螺旋槽管替代高压加热器的中的铜光滑管,实现锅炉给水系统无铜化运行的     

圆-椭圆截面交叉缩放强化换热管在电站低压加热器中的性能研究

介绍了圆椭圆截面交叉缩放强化换热管的结构和换热特性,通过对3种不同节距换热管的换热特性和阻力特性试验,表明:采用圆椭圆截面交叉缩放强化换热管对提高换热系数是有效的。对该元件进行了耐压试验,当实验压力小于10MPa时,管子的变形均为弹性变形,可以满足火力发电厂低压加热器的工作要求。此外,该元件管具有较好的抗结垢和自动除垢功能。     

非对称翅片管式换热器管外对流传热强化实验研究

提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明：非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器;采取相同面积的换热面,非对称翅片管换热器比环状翅片管换热器更加紧凑。     

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。     

基于场协同的多叶螺旋线圈强化管内对流换热研究

针对太阳能集热管内强化对流换热的突出问题,应用场协同理论,采用铜丝制成多叶螺旋线圈内插元件,对双叶螺旋线圈和三叶螺旋线圈增强流道管壁与工质之间的换热性能进行了实验研究。结果表明：多叶螺旋线圈管道内协同角余弦值 cosβ增大,对流换热场协同数Fc较空管有大幅提升,速度场和温度场具有良好的协同性;在以水为工质的定热流工况下(240＜Re＜2300),内置三叶螺旋线圈综合换热效果最好。     

单排管直接空冷换热元件性能试验

为了探究结构参数对空冷元件流动传热特性的影响规律,为空冷凝汽器优化选型提供参考,通过实验室性能试验,研究不同结构尺寸的单排管直接空冷换热元件的热动力性能。结果表明:迎面风速增加,单排管空冷元件传热系数增大,空气阻力亦随之增大;在元件结构参数基本相同的前提下,迎面风速一定,随着翅片厚度减小,空气阻力降低,换热效果增强。据此,将单排管空冷元件与双排管空冷元件的流动换热特性进行技术对比,发现在工程设计常用的迎面风速下,单排管空冷元件与双排管空冷元件的换热系数相当,而单排管空冷元件的阻力明显小于双排管。     

NF型搪瓷蓄热元件的传热与流动特性实验

回转式空气预热器(空预器)的传热与流动特性和所用蓄热元件的类型密切相关。搭建了回转式空预器蓄热元件传热与流动特性实验台,并通过周期性的风门切换,使得冷、热风交替冲刷蓄热元件,模拟回转式空预器的非稳态换热过程。通过实验研究 NF 型搪瓷蓄热元件不同雷诺数下的努塞尔数、压降以及阻力系数的变化规律,得出其传热和流动特性的拟合公式。     

矩形偏心翅片椭圆管流动与换热的数值研究

采用Fluent软件,在进口空气流速v=0.5~4.0m/s下,对不同波纹倾角(θ=0°、θ=5°、θ=10°、θ=15°、θ=18°)的矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器翅片间的流动与换热规律进行了三维数值模拟,分析了不同雷诺数Re和波纹倾角θ对矩形偏心波纹翅片椭圆管换热器的翅片表面平均努塞尔数Nu、压差损失Δp以及翅片管综合换热性能因子j/f的影响。研究结果表明:矩形偏心平直翅片椭圆管的综合换热性能最佳;适当增加翅片前端迎风侧波纹倾角,减小翅片后部区域波纹倾角,可同时起到增强换热、减少阻力损失的双重作用。     

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。