2种材质自旋扭带的转动与压降特性

换热管内置的自旋扭带由薄金属片或塑料片制成,为探明这2种材质扭带的转动和压降特性,选用铝和聚丙烯2种材质的自旋扭带为研究对象,对比分析结构参数和流量对这2种材质扭带转动和压降特性的影响规律。分析结果表明:2种材质扭带转速和压降随流速增大而增大;扭带的宽度和扭率越小,转速越高;扭带的宽度越大且扭率越小,则压降越大;在相同宽度和扭率条件下,聚丙烯扭带的起转流速低于铝制扭带。在相同流速及结构参数一致的条件下,铝制扭带转速高于聚丙烯扭带,而压降反之。根据试验数据拟合出内置铝制或聚丙烯扭带后换热管的压降增量和阻力系数关联式,其预测值与试验值对比的平均绝对误差分别为2.1%和2.3%。研究结果可为工程中扭带的选型提供参考。     

齿状凹槽型扭带在圆管中强化传热性能的数值模拟研究

研究了一种新型内置齿状凹槽型扭带，并基于ANSYS Fluent软件在Re=800～1 600下，对换热管内插入新型齿状凹槽型扭带的传热与阻力特性进行数值模拟研究。模拟结果表明，内置不同长径比的齿状凹槽型扭转扭带，换热管的平均Nu、阻力系数、综合性能评价因子（PEC）与场协同数（I）均随着扭带长径比的减小而增大；将不同长径比的齿状凹槽型扭带与传统SK型扭带进行对比研究，齿状凹槽型扭带的PEC与I都要高于传统SK型扭带。     

高温熔盐在螺旋槽管内流动与传热的数值模拟

利用Fluent软件对高温三元熔盐在4种不同槽深螺旋槽管内流动传热进行了三维模拟,揭示了高温熔盐在螺旋槽管内强化传热的机理,分析了槽深、雷诺数Re对螺旋槽管传热性能的影响,并进一步对阻力性能进行研究。采用有限容积法对连续性方程、动量方程和能量方程进行离散,采用标准κ-ε湍流模型,用Simple算法求解压力和速度耦合关系。研究结果表明,螺旋槽管3的管内传热努塞尔数Nu模拟值与试验值随Re的变化趋势一致,最大误差为13.5%,且试验值均比模拟值大;在相同的Re下,管内Nu和阻力系数f随着槽深的增加而增加,传热强化效果越好,阻力损失也越大。     

基于螺旋流的输气管道内水合物流动与传热分析

目前文献以气相为主导的输气管道螺旋颗粒流动与传热报道较少。鉴于此,采用RNG k-ε模型对螺旋管流中水合物颗粒的速度分布、湍流强度分布、颗粒沉积特性和传热特性进行研究。研究结果表明:当扭率为8. 8时,雷诺数越大,速度极大值的范围越大;扭率越小,在管中心形成的强制涡衰减越慢,湍流强度越大,水合物颗粒掺混效果越好,利于传热;无扭带管道中水合物颗粒比有扭带管道中水合物颗粒体积分数大6～8倍,扭带扭率越小,管底颗粒沉积越少;管道的努塞尔数随雷诺数逐渐增大,在相同的雷诺数条件下,扭带的扭率越小其努塞尔数越大,最大可提高4倍。研究结果可为水合物的安全输送提供理论指导。     

内插自旋直齿扭带换热管压降及流场数值模拟

为了直观地描述内插自旋直齿扭带管内压降及流场的特性,建立了以水为介质的内插自旋直齿扭带换热管内流场的计算模型,采用RNGk~ε湍流模型对管内压降及流场的特性进行数值模拟研究。计算结果表明,扭带管的压降Δp与流体的流速u成抛物线关系,压降随着流速的增大而增大,并且大于空管的压降;扭带管的流体呈有规律的三维螺旋状流动,且存在二次流,扭带的直齿结构增强了流体的湍流程度;在近管壁区域,扭带管的流体轴向速度比空管平均提高幅度在33.05%~35.17%。     

含扭曲片乙烯裂解炉管内流场的数值模拟

 基于网格生成法，采用计算流体力学对含扭曲片的乙烯裂解炉管内强化传热的流场(流速、压降和阻力损失)进行了数值模拟，并分析了扭曲片扭曲比对流场的影响。结果表明流体流经扭曲片，切向速度迅速增大；流出构件后，切向流速沿轴向逐渐变小，而沿径向逐渐增大。在管径方向存在一个轴向速度等于整个截面平均轴向速度的点。管内总压降及扭曲片局部压降均随雷诺数增大而增大，不随管径变化而变化。管内平均阻力系数与雷诺数呈线性关系，随雷诺数增大而变小；扭曲片局部阻力损失随雷诺数的增大而迅速增大，随管径减小而增加。扭曲比对管内流场有影响，较佳的取值范围为2.4~2.6。     

基于两相流型的立式热虹吸式再沸器结果分析

立式热虹吸式再沸器是乙二醇再生与回收系统中的核心设备,针对再沸器气化率低、管程出口管线因气化流型发生振动等问题,采用软件Aspen EDR对管程出口管内径分别为200 mm和300 mm进行了设计对比,通过在换热管内插入扭带对再沸器进行了强化传热。研究了管程出口管内径大小、扭带扭率及扭带厚度变化对气化率和气化流型的影响规律。结果表明:不同出口管径下,管内气化流型转换趋势基本一致;再沸器管程出口管内径为200 mm时,其总体运行效率更高;通过插入扭带,提高了再沸器的总传热系数和气化率,优化了管内的气化流型,提高了再沸器的换热性能;扭带扭率越低,再沸器的传热效率越优;当扭带扭率为4.76、扭带厚度为1 mm时,再沸器的综合强化效果最佳。     

水平及倾斜管道内螺旋流压降特性研究

为了考察自转式螺旋扭带诱导生成单相螺旋管流的流动压降规律,对水平及倾斜管道内液体单相螺旋管流的压降特性进行试验研究。试验管段采用长2 m、内径25 mm的有机玻璃管,采用高分子材料螺旋扭带,扭率分别为6.2、7.4和8.8。试验介质为蒸馏水,液相流速为0.0~3.0 m/s,试验管道倾斜角0°~15°。研究结果表明:液相流速、扭带扭率及管道倾斜角对试验段的进出口压力和管道压降均有较大影响;随液相流速和扭带扭率增大,管道进出口压力均呈增大趋势;管道倾斜角仅对出口压力有影响,对进口压力影响较小;管道压降随液相流速、扭带扭率及倾斜角增大而增加。根据试验数据,以Darcy-Weisbach公式为基础,回归了适合液体单相螺旋管流的压降计算模型。     

3种强化传热炉管的流动和传热特性的数值模拟研究

利用数值模拟方法对梅花管、MERT管和扭曲片管3种强化传热炉管进行了流动和传热特性的研究。采用RNGk-ε湍流模型求解了动量方程和能量方程,给出了3种强化传热炉管的流动和传热特性,包括速度场、湍动强度场和温度场的分布;计算了3种强化传热炉管的压降、摩擦系数、努塞尔数(Nu)和强化传热综合因子。研究结果表明,梅花管主体为活塞流,MERT管和扭曲片管为旋转流;管内湍动强度在强化传热构件附近相对较大;管内流体温度场比较均匀。由强化传热元件产生的压降和摩擦系数的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;Nu的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;强化传热效果的优劣顺序为:扭曲片管>梅花管>MERT管。     

强化传热管管内湍流运动的数值模拟和比较

通过fluent软件对横纹管、波节管、波纹管、缩放管这4种常用的传热管,进行了管内湍流运动的数值模拟,从微观上说明了4种传热管的强化传热机理,并对其流动努塞尔系数Nu、压降△p及综合性能参数η进行了比较,说明在低Re下缩放管的综合性能最好,在高Re下横纹管的综合性能最好。     

变截面管换热器传热与阻力性能

对两种不同节距的变载面管进行了管内和管束的传热与流体阻力试验,并与光管及光管换热器进行了比较。结果表明,变截面管是一种能强化管内、管外传热的双面强化管,且其变截面部分能互相支承形成壳程的扰流元件,替代了管束的折流装置,使换热器整体结构紧凑,壳程的传热进一步强化,但管程的流体阻力比光管稍有增加。     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。     

流量非均匀分布对板式换热器传热性能影响

根据并联联箱和分流联箱流量分布解,对流量非均匀分布导致板式换热器单相液 液换热和冷凝换热时的传热性能变化作了模拟计算和深入分析。单相换热时,若冷、热流体进出口位于同一侧,各分支通道的传热量将严重不均匀,但整机总传热量变化不大。当进出口分别位于换热器两侧时,传热分布的均匀性会明显改善,但总传热量却比流量均匀分布时明显降低。两侧流体流量比的变化并不使换热量分布发生明显改变。作为冷凝器使用时,流量非均匀分布同样导致其传热性能的变化,这时热负荷的分布状况将主要受允许压降分配规律的制约。     

用电子自旋共振研究导热油的热稳定性

用电子自旋共振对国内几种典型合成油，基础油及加有添加剂的基础油，分别在不同温度下测定生成自由基的相对浓度，以及一定温度下放置一段时间自由基衰减情况，来考察导热油的热稳定性。     

梯式折流板换热器构想

梯式折流板是模仿双分流楼梯的结构设计而成,其内流体如上下楼梯依次通过斜面段和转弯的弓形平面段进入另一层斜面,从换热器的一端流至另一端.流体是在倾斜和旋转两种运动下冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中存在流动死角等缺点,且比螺旋折流板的制造工艺简单.     

大型轧制焊接板壳式换热器的研制

新研制的大型轧制焊接板壳式换热器集板式换热器和管壳式换热器的优点于一体 ,既保留了前者高效传热的特点 ,又继承了后者压力壳承压能力高和密封性好的长处 ,增强了对炼油工艺的适用性。这种板壳式换热器的结构研究主要针对板程和壳程的结构形式 ,管板的分析计算以及板束与壳体热膨胀差的平衡。较长板片的连续压制成型和薄板片间的焊接是制造该换热器的关键技术。这种换热器比立管式换热器的传热效率高 2～ 4倍 ,占地面积减少 50 %以上 ,每年节省加热炉燃油费、电费等约 35万元 ,操作费约 76万元     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

SMV型静态混合器的试验研究

建立了空气-水套管式换热器的试验台,分别测量、计算了空管和SMV型静态混合器的管内对流传热系数,后者比前者提高了4.36倍。通过建立与之具有相同尺寸的模型,在合理的近似工况下,数值模拟了空气在SMV型静态混合器内的流动与传热。与试验数据的比较发现,数值计算具有相当的可靠性。