垂直螺旋盘管外膜状凝结换热研究

垂直螺旋盘管式冷凝器作为一种结构紧凑、高效节能的换热器已被广泛应用。但由于盘管的螺旋结构,其管外膜状凝结换热过程十分复杂。本文利用水平管束的计算模型对螺旋盘管外的冷凝换热系数进行计算,并通过试验方法对水平管束计算模型进行修正,得到垂直螺旋盘管外膜状凝结换热系数的计算公式。     

双股流低温缠绕管式换热器设计计算方法

提出一种适用于双股流逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法,应用数值模拟方法确定双股流缠绕管束基本物理参数.按照双股流甲醇-甲醇缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算,对比分析计算数据并建立双股流低温缠绕管式换热器管束模型.研究表明:引入数值模拟方法可简化双股流缠绕管式换热器管束的缠绕工艺,获得双股流缠绕管式换热器结构总体设计参数并应用于建模过程.将所建模型及相应三维物理模型应用于传热工艺计算过程,可通过编程计算并优化双股流换热整体设计计算过程.     

冷氦换热器数值建模及性能仿真研究

采用基于集总参数法的AMESim仿真软件对某型号运载火箭冷氦换热器进行建模,模型考虑了管外的高温燃气凝结换热、管内的强制对流换热及换热管沿轴向、径向的导热。在此基础上,开展了冷氦换热器的单元无关性分析、换热器性能仿真及参数影响性分析。仿真模型有效性通过搭载发动机地面试车试验数据进行验证。计算结果表明:仿真模型能较好地模拟冷氦换热器的性能,且随着冷氦进口温度升高,出口温度也基本线性递增;随着冷氦流量增大,出口温度逐渐降低,而工作压力对换热器性能影响较小。     

流体脉动对新型弹性管束传热特性影响的实验研究

建立了恒热流传热实验台,对新型弹性管束管外传热特性进行实验研究,得到了不同Re数下弹性管束的整体及局部换热性能。设计了电机驱动流体脉动装置,得到了不同脉动参数下弹性管束的传热及阻力特性,并拟合得到了各工况下的实验准则关联式。实验结果表明,在文中讨论参数范围内弹性管束的管外平均表面传热系数可以达到固定管束的3倍以上,强化传热效果显著,且中间两根弹性管的表面传热系数要明显高于边缘两管。通过对比不同实验工况可以得出当流体脉动频率为15Hz时弹性管束的PEC值最高,综合换热性能最好。     

螺纹管换热器管外流体诱发振动计算

换热器管束振动分析是换热器设计中非常重要的一个环节,直接影响换热设备使用过程中的安全、使用寿命和噪声等性能。通过对某一螺纹管换热器的振动分析,分别采用HTRI软件和标准GB/T 151—2014的方法进行计算和比较,并结合两种算法来进行振动计算,得出了较为可靠的结论。     

管排对水平强化管外冷凝换热性能影响的实验研究

通过传热实验对采用高效管的水平管束的管外冷凝换热进行分析研究,介绍了具体的实验方法、实验条件和单管换热系数的计算方法,根据得到的数据拟合出新的管束修正系数计算公式,并与现有的管束修正系数进行比较。研究结果对壳管式冷凝器的设计具有实际借鉴作用。     

某污水处理厂气流组织模拟分析

土壤源热泵地埋管换热器中的传热过程是三维非稳态的传热,影响因素非常复杂。采用基于线源理论的单U形地埋管换热性能简易计算模型,利用正交试验法对地埋管换热性能的影响因素进行了敏感性分析。     

真实流场中换热管流体诱导振动特性研究

工程用换热器中由于折流板的存在,壳程流体折返冲刷换热管,换热器内流场十分复杂。采用实验和数值模拟相结合的方法对正方形排列节径比为1.25的换热管束在真实流场中的流体诱导振动问题进行分析研究。结果表明:流体折返冲刷换热管,复杂的流体力分布抑制了换热管与漩涡脱落的共振效应。管束边缘换热管受到流体力作用,会极大地偏离原始位置,在新的平衡位置做小振幅振动,振动振幅受管束间隙流速影响较小。管束边缘换热管较大的刚体位移和小幅的高频振动,会加剧换热管与折流板间的切割效应。该研究结果可以作为大型换热器局部流体诱导振动分析与标准完善的依据。     

CFD方法与间接蒸发冷却换热器的三维数值模拟

本文采用计算流体力学(CFD)和数值传热学方法,对间接蒸发冷却器内流体流动与热质交换过程进行简化和假设,建立了换热器内三维层流流动与传热的数学物理模型.采用交错网格离散化非线性控制方程组,编制了三维simple算法程序.对间接蒸发冷却器内的流场、温度场及浓度场进行数值模拟研究,得到换热器内的流体流动状态和热流分布,并分析了通道宽度变化对换热器内流体流动与换热的影响.     

R134a单元式风冷冷风空调机蒸发器设计

以理论模型为基础，对R134a单元式风冷冷风机组翅片管式蒸发器进行设计。应用管内流动沸腾换热模型仿真分析R134a的质量流量对沸腾换热的影响，利用外掠翅片管束换热关联式计算管外翅片侧表面换热系数，进而得出翅片管蒸发器总传热系数，利用计算结果进行设计。     

R404A在水平强化管外的冷凝实验及数据处理方法

针对一种双侧强化换热管,实验测试和分析了制冷工质R404A在管外凝结与水在管内对流的传热规律,采用"Wilson图解法"和"Gnielinski法"两种不同的方法对实验数据进行了处理。经理论分析和实验研究表明,Wilson图解法对于双侧强化换热管管内、管外表面传热系数实验容易产生较大误差,"Gnielinski法"是更合适的方法。实验得出了管内对流传热和管外凝结传热的计算关联式及传热的强化倍率。对于制冷剂R404A,在强化管外凝结的表面传热系数随着壁面过冷度的增加而增大,呈现出与纯工质光滑管外冷凝时不同的变化趋势。     

换热管磨损对翅片管冷凝器寿命的影响

采用经典摩擦理论,对翅片管冷凝器在压力和温度载荷共同作用下进行强度分析。根据其载荷分布特点,分析因热胀冷缩导致的换热管和端板之间的磨损对冷凝器使用寿命的影响。计算结果表明,换热管和端板之间的磨损会导致冷凝器泄漏并使冷凝器的使用寿命缩短约1/3。     

Measurement of spray boiling refrigerant coefficients in an integral-fin tube bundle segment simulating a full bundle

Outside (refrigerant) boiling coefficients for a combination of spray and drip boiling for a low pressure refrigerant have been obtained from overall heat transfer coefficients in a 1024 fins per meter tube bundle segment. The tubes were heated by water on the inside; liquid refrigerant was sprayed and/or dripped on the outside. Also, refrigerant vapor was supplied at the bottom of the bundle segment. This configuration simulates an actual flooded evaporator under spray boiling conditions. The dripping corresponds to liquid film falling from upper rows while the inlet vapor is equivalent to the vaporized refrigerant rising from lower tubes; the refrigerant vapor can influence heat transfer performance by the combined effects of gas convection and liquid shear on the tubes. For a nominal heat flux of 23,975 W/m², a bundle average outside heat transfer coefficient of 8522 W/m² °C, based on nominal tube outer diameter, was found at an average bundle vapor mass flux equal to 12.4 kg/s m². The distributor plate below the bundle enhanced the heat transfer, especially at lower vapor mass fluxes, by providing a level of liquid hold-up just below the bottom tube row.     

风速对冷凝器换热能力的影响

本文采用分布参数法建立了冷凝器数学模型,在此模型基础上编写了冷凝器仿真程序,对三种管排数的冷凝器进行了模拟.通过计算不同风速下空气侧换热系数和管内外温度的变化,来分析风速对冷凝器换热能力的影响.由计算可知在换热面积相同时2排管冷凝器换热能力要比4排管冷凝器换热能力大2.36%;减少管排数可提高空气侧平均换热因子,减小压降.     

Effects of tube flattening on the fluid dynamic and heat transfer performance of nanofluids

In the present article, numerical simulation of Al₂O₃–water nanofluid flow in different flat tubes are performed to investigate the effects of tube flattening on the fluid dynamic and heat transfer performance of nanofluids. The numerical simulations of nanofluids are performed using two phase mixture model by FORTRAN programming language. The flow regime and the wall boundary conditions are assumed to be laminar and constant heat flux respectively. The simulated results are compared with previously published data and good agreement is observed. The effects of tube flattening on different parameters such as heat transfer coefficient, wall shear stress, nanoparticles distribution, temperature distribution, secondary flow and velocity profiles are presented and discussed. The results show that with increasing the flattening, the heat transfer coefficient and wall shear stress increase. The rate of increasing is soft for all flat tubes except for the tube with the most flattening which has a severe increasing in heat transfer and wall shear stress values.     

能量桩群储热温度场模拟研究

能量桩储热技术是以太阳能和混凝土桩作为复合热源的热泵系统,在混凝土桩内部埋设换热管,利用太阳能集热板将热量通过混凝土桩中的换热管储存在土壤中。本文采用柱热源模型对桩群进行180天的连续储热过程模拟计算,对地下土壤温度场进行分析,得出4 m的桩间距下,能量桩间的储热相互影响较小,效果较佳。     

水平管外R404A降膜蒸发传热的实验研究

搭建了降膜蒸发实验台,研究了水平单管外的降膜蒸发传热特性。测试管为外径19mm、有效实验长度为2500mm的光滑管和强化管。实验采用R404A作为管外降膜蒸发工质,与管内热水进行换热。布液采用喷嘴喷淋的方式,通过21个喷口当量直径为2mm的喷嘴完成。分别在变饱和温度(0、5、10、15℃)、变热流密度(从8到30kW/m2)和变喷淋量(从0.07到0.11kg/(m·s)时进行实验,研究了降膜蒸发换热性能相应的变化情况,得到R404A的管外降膜蒸发换热的一些规律,这对降膜蒸发器的设计及应用具有一定的参考作用。     

异型管管翅式换热器性能研究

管翅式换热器的翅片优化为研究热点,而对管型的研究较少.本文提出一种与圆管相同水力半径的异型管的设计方法,建立了异型管管翅式换热器空气侧换热的数值计算模型,研究了管型、迎风方向和翅片间距对异型管管翅式换热器性能的影响.结果表明:对于双排的异型管换热器,第一排管大圆迎风,第二排管小圆迎风时,空气流动最均匀,压降最低,是综合...     

小管径椭圆管开缝翅片换热器的数值模拟

对小管径椭圆管开缝翅片换热器空气侧的流动与传热特性进行数值模拟,对影响其换热性能的2个主要参数椭圆管偏心率和开缝翅片开缝错列高度分布进行优化,与传统管翅式换热器换热性能进行比较。模拟结果表明:当椭圆管两轴之比Rx:Ry=2:3(偏心率),开缝高度分布为0.8 mm,0.6 mm和0.4 mm时,换热效果最好。与传统管翅式换热器相比,小管径椭圆管开缝翅片换热器换热系数提高10%~20%,而压降几乎相等,总体换热性能提高。     

水平细管管内凝结换热系数的数值模拟

对3种管径（2mm,4mm和6mm）的水平细圆管管内流动凝结换热特性进行研究。采用通用CFD软件Fluent6．3中的Mixture模型,结合UDF编程对物理模型进行数值求解。数值计算结果表明,小尺寸条件下管内凝结换热的规律不同于常规尺寸管道。随着管径的逐渐减小,重力对凝结的影响逐渐减小,气液面切应力、液体表面张力的作用加强。细管凝结过程的局部换热系数远远大于Nusselt的理论解。