水平翅片管外冷凝传热的可视化实验研究

直观的了解翅片管的翅片侧壁上的凝结液的分布和流动情况对深入理解翅片管上的对流冷凝传热机理和翅片管上的液膜理论计算具有重要意义.主要针对含湿混合气体在水平单翅片管管外的对流冷凝传热进行了可视化实验研究;并利用相关图像处理软件对翅片侧壁上的凝结液滴直径大小进行了测量统计.通过对实验数据的分析,得到了翅片管的翅片侧壁凝结液的...     

混合气体管内对流凝结传热研究

研究了混合气体在垂直圆管内的对流凝结传热。利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论建立了换热数学模型，预测了壁面温度对膜厚度和界面温度的影响，计算了凝结液膜厚度，并与报相热阻法进行比较，研究结果表明该模型更接近实验果，提出了混合气体对流凝结换热与Nusselt凝结的不同。     

气汽混合流体凝结液膜传热特性研究

液膜厚度对凝结传热具有较大影响,且传热管管型影响着凝结液膜形成及排除。为了通过改变管型降低液膜厚度达到强化传热的目的,对圆管、椭圆管及滴形管等三种管型凝结液膜建立了相应的物理及数学模型,并计算了液膜沿管壁的厚度分布及传热系数;分析了三种管型对液膜传热的影响。结果表明:在气汽混合流体凝结传热过程中,不同管型其凝结液膜厚度差别较大;壁面温度和混合流体速度对液膜传热均有影响;相同条件下滴形管管壁上所形成的液膜,其平均厚度较薄,传热系数较高,因此滴形管传热性能优于其他管型。     

水平单管外混合气体对流冷凝换热的理论研究

采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论结合的方法,对含湿混合气体自上而下横掠水平管外时的对流冷凝换热机理进行研究,建立了液膜流动和传热模型,进行数值求解并分析了雷诺数、壁面温度及水蒸汽浓度等因素对混合气体冷凝换热的影响。计算结果表明:水管外壁液膜厚度分布很大程度上受气体边界层对液膜剪切力的影响。而局部努谢尔数不同于纯蒸气的的冷凝换热,它受气相热阻的影响很大,其分布状况类似于单相气体管外的对流换热。     

偏心管翅式相变储热单元性能强化的模拟

对管翅式相变储热单元进行了二维非稳态模拟研究。在考虑自然对流与外管传热的情况下对比研究了同心管翅、偏心管翅以及翅片接触外管三种储热单元的传热特性。考虑了内管壁温度、外管材料、翅片厚度对储热性能的影响。结果表明,与采用同心管翅时相比,由于自然对流的影响,偏心管翅储热单元有效削弱了固-液界面分布不均匀现象,完全融化时间减少了29.3%,而当翅片接触金属外管时,通过翅片的传热外管温度迅速升高,增大了换热面积,完全融化时间减少了近49.3%。可见,翅片接触外管储热单元不仅削弱了自然对流引起固-液界面分布不均匀现象,而且利用了外管的传热,强化了储热换热性能。     

水平管外降膜蒸发传热特性的数值模拟

为深入研究液膜内的微观传热机理,对水平管外降膜蒸发的传热特性进行了数值模拟,获得了液膜厚度、液膜流动速度和传热系数等热力参数在液膜内的分布特性。通过与实验数据的对比验证了数学模型的准确性。研究结果表明:在饱和蒸发温度62℃、传热温差2.8℃、管外径25.4mm和液膜入口速度0.071~0.15 m/s条件下,沿圆周方向,液膜厚度减小,传热系数增加,直至达到液膜热力发展区,膜厚和传热系数趋于稳定;受液膜内温度变化的影响,液膜内的粘度、表面张力和导热系数的变化对液膜传热特性产生显著影响。     

横管降膜过程中液膜内流动和传热特性分析

横管降膜流动过程中,液膜速度和温度及其分布是影响传热传质的关键因素,由于实验研究方法的局限性,实验研究结果一般只是液膜内各参数的平均值,而液膜内部的速度和温度具体分布特性却很难得到。借助FLUENT软件,利用VOF模型研究了橫管外液膜速度和温度及其分布特性。通过建立三维数理模型,模拟研究了常温常压下,橫管外液膜无相变条件下横管液膜的传热过程,并从边界层的角度解释了液膜波动对传热过程的影响。     

增压富氧煤燃烧烟气凝结换热的计算

针对含有少量水蒸气的增压富氧煤燃烧产生的烟气在竖直管内的对流凝结换热进行了分析研究.利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论建立了换热数学模型,并对不同壁面温度、不同雷诺数和不同水蒸气份额下烟气的凝结换热进行了计算.结果表明:壁面温度升高时,烟气的凝结速率、换热流率和凝结液膜的厚度均减小;混合气体的雷诺数增大时,烟气的凝结速率和换热流率增大,凝结液膜的厚度减小;烟气中水蒸气的份额减小时,烟气的凝结速率和换热流率减小,凝结液膜的厚度减小不明显.     

水平螺旋槽管降膜流动和传热特性研究

对水平螺旋槽管壁面降膜形成及传热特性进行了理论和实验研究,得到了液膜厚度及速度的解析及数值解.结果表明,降膜液膜特性主要受槽道结构和液膜表面张力控制.管壁温度沿周向向下逐渐升高,而且在定热流密度下保持不变,而液膜温度则沿周向逐渐上升.相比光管,螺旋槽管降膜具有更高的传热系数.     

水平管外降膜蒸发微观传热特性

为了深入探究水平管降膜蒸发的微观传热特性,采用基于VOF法的计算流体模型对水平管外降膜蒸发进行数值模拟,通过求解控制方程得到液膜内的温度场和速度场。分析了不同入口边界温度和Re数下管外薄液膜内热边界层、无量纲温度和局部传热系数的微观传热特性变化规律,定量给出了热发展区与充分热发展区的边界位置。模拟结果表明:液膜入口温度越高,液膜热发展区覆盖的圆周角度越小;液膜内的热发展区覆盖的角度随Re数的增大而增加是平均传热系数随Re数增大的原因;管外圆周方向无量纲温度分布证明了液膜中的传热包含导热和对流传热;管外液膜内纯导热系数与局部传热系数的差值随倾斜角的增加而减少是由于对流效应沿管圆周方向减弱引起的。