不同螺旋角的螺旋折流板换热器性能试验研究

对螺旋角为12°,18°,30°,40°的单螺旋折流板换热器进行传热性能和壳程压力降性能测试,并应用英国传热协会的换热器计算软件对螺旋折流板换热器进行计算,得到了相应结构下的总传热系数和压力降.然后通过对试验数据的整理分析,并进行曲线回归,得到了壳程对流换热系数和压力降的经验计算公式,该公式可以为螺旋折流板换热器设计计算和数值模拟提供一定的参考价值.     

板式热交换器高粘性流体传热与流动模拟研究

建立了某种板型板式热交换器的板片及其流道模型,利用计算流体力学软件对流道内流体的流动及传热进行数值模拟,得到高粘度流体的传热系数及压降,分析了压力场,温度场,速度场的变化规律进而回归粘性流体的传热准则方程。将模拟所得结果与试验所得结果进行比较,结果表明:模拟和试验结果偏差在20%内,说明对于油水热交换器,采用数值模拟是可行的。     

板式换热器传热与流动分析

板式换热器是一种较为常见的工业设备,由于其传热系数高、适应性大、结构紧凑、易拆洗和维修、污垢系数小等优点,被广泛地应用于化工、食品、制冷、空调等工业领域。为了能够更好地了解板式换热器刘岛内流体的运动特性及板式换热器的换热原理,本文从板式换热器的结构原理、特点、流体特性阐述了板式换热器换热的基本原理,从流道内流体场,流体入口速度对流道传热与压降的影响等方面分析了流体的流动及传热过程,对实际的工程应用有一定借鉴意义。     

板式空气预热器数值模拟研究

建立了板式结构的空气预热器换热板片及其流道模型,利用计算流体力学软件对流道内流体的流动和传热进行了数值模拟,对比不同定距柱尺寸对设备性能的影响,分析了流道内的速度场、温度场和压力场,并与试验结果进行了比较,得到模拟分析结果与试验偏差在15%以内,说明该数值模拟研究方法可以作为设计优化的可靠手段。     

梯形波纹板式换热器换热性能试验研究

以水-水为换热介质,采用某型号梯形波纹板式换热器进行换热性能试验研究,通过流体流动状态、温度变化、压降和总换热系数对两种操作方式进行评价。结果表明,同时增加冷热流体流速的方式能够提升湍流度,并且可以将换热效率提高16. 35%,但是该操作方式升温效果较差,而且当冷热流体流速比值大于1时压降大、能耗也大。同时,通过等流速法计算获得换热准则方程和阻力准则方程,并计算获得梯形波纹板冷热流体的对流换热系数,结果表明,当2 000 相似文献   

闭式冷却塔空冷传热性能的试验研究及优化运行

搭建了扭曲管闭式冷却塔的换热实验平台,在空冷模式下通过测试在不同风机频率以及风机频率固定时不同的管内流体进口温度、空气干球温度情况下闭塔的传热性能、流动阻力和能耗,得到了风机频率、管程体积流量以及管程进口温度、环境温度对综合传热性能和空冷传热量的影响,进而得出优化闭塔空冷换热的方式,并推导出在不同的季节温度下最合理的运行方式。同时本试验拟合了风机频率和风机功率等与迎面风速的试验关联式以及空冷管外空气的传热系数试验关联式,对扭曲管式闭式冷却塔的优化设计有一定的指导作用。     

超临界CO2冷却条件下水平微圆管中对流换热特性

采用Y-S低雷诺数模型对超临界CO2在直径100μm的水平管内冷却对流换热特性进行了数值模拟。分析了不同CO2进口雷诺数对超临界CO2对流换热的影响,并以Re=10000为例,研究了管内不同截面径向流体无量纲温度、无量纲速度、湍动能分布情况。结果显示,对流传热系数随着进口雷诺数的增加而增加,传热系数峰值出现在CO2准临界温度点附近,该截面上流体湍动能和速度达到最大。     

基于传热势容耗散极值定理的室内温度场优化

根据传热势容耗散函数,利用变分原理在给定条件下对耗散函数求极值,获得场协同方程,求解场协同方程获得室内最佳流场。研究发现,流场优化之后室内流体温度分布更为均匀;传热势容耗散增大,对流换热能力减弱,室内的平均温度升高,但流场的扰动更加剧烈,冷热流体混合更趋于均匀,室内流体温差减小;进口风速提高,虽然可以提高进口冷空气和室内热空气的对流传热系数,带走更多热量,使室内流体的平均温度降低,但进口冷空气对室内热空气的稀释作用也会增强,导致室内热空气的温度梯度减小,换热能力减弱,所以进口风速应合理选择。     

板翅式换热器

前言随着科学技术的不断发展,要求有一种紧凑、轻巧而效率高的换热器,先后设计出板式换热器、螺旋板式换热器以及板翅式换热器等。它们都是紧凑而效率高的换热设备。尤其是板翅式换热器,是目前世界上效率最高的换热器。其优点如下; 1.传热效率高板翅式换热器在强制对流空气的传热系数是30～     

螺旋折流板式制丹炉传热的数值模拟

应用计算流体动力学法(CFD)软件Fluent,对螺旋折流板式制丹炉的传热进行数值模拟,分析该炉的压力降与总换热系数,并将模拟数值与实测数值对比分析,验证模型建立与求解的可靠性,然后采取相同的建模与求解方法,改变折流板的螺旋角度,分别在不同烟气入口流量下分别进行模拟,分析螺旋角度对传热的影响。研究表明折流板螺旋角度的改变,对制丹炉的压力降、总换热系数与综合性能系数有着较大的影响,本数值模拟可为螺旋折流板式制丹炉进一步的研究提供理论参考依据。     

颗粒热物性对煅后焦与换热管传热过程的影响

为了探索颗粒热物性对煅后焦与换热管传热过程的影响,基于薄料层式余热回收方法,建立了煅后焦颗粒与换热管的非稳态传热模型,研究了煅后焦导热系数和比热容对传热过程的影响规律。研究结果表明:随着导热系数增加,颗粒堆温降速率和放热速率先增加后减小,在换热(122～161)s时发生的转变,当量导热系数由0.8增至1.2时,平均固相占比由80.05%增加到85.92%,有效换热时间由315 s减小到217 s;随着比热容增加,颗粒堆温降速率和放热速率先减小后增加,在换热121～159s时发生的转变,当量比热容由0.8增至1.2时,平均固相占比差仅为0.2%,有效换热时间呈线性由207 s增至307 s。     

热量运输机理及在管内螺带强化传热的应用

在较小流速和较低粘度的假设条件下,通过对流体微元能量方程变换,提出热量运输的观点.据此观点分析影响对流传热的主要因素并发展场协同理论.对螺带插入换热管内的流体受力情况进行分析,指出各个力对流场的影响.结合热量运输的观点,提出改善管内流动阻力、提高综合传热效率的方法.运用数值模拟得到管内流体流动和传热特性的分布规律.分析表明螺带后光管长度大约500～600 mm时,此段光管具有最大的综合传热系数.分析还表明在较长换热管条件下,螺带插入长度有更大的调整空间,可根据实际情况调整螺带长度以获得较大的传热系数或者较低阻力损失,而综合传热系数依然保持较高水平.证实了在热量运输机理指导下开发新的强化传热结构的可行性.     

矩形盘旋式螺旋管中超临界CO_2流动传热特性研究

对超临界CO_2在矩形盘旋式螺旋管内冷却换热进行数值模拟。研究了螺旋管矩形盘旋的不同长宽比对管内流动特性、湍动能、换热系数的影响,分析矩形螺旋管内对应流体截面的云图情况,并对超临界CO_2在不同入口压力时流体传热系数和压降变化进行分析。研究结果表明,超临界流体温度冷却至准临界度前各组螺旋管换热系数基本一致,当流体温度下降至307 K之后,长宽比为3∶1时换热系数相对其他长宽比较高,湍动更加剧烈,换热系数有一定提高,出口壁面温度相对要小;当流体温度高于其准临界温度时,压力降主要受流体压力的影响,压力越接近流体临界压力,对应的压力降越大,雷诺数Re增加,浮升力带来的二次流影响更强;而当流体温度低于其准临界温度时,压力降受主要受流体温度的影响,受流体入口压力的影响很小,流体温度越低,对应的压力降也越小,流体在矩形螺旋管中受离心力和浮升力共同作用,造成流体截面云图的速度梯度、温度梯度、比热容梯度有一定偏移。     

螺旋扭曲膨胀管油冷却器壳程传热及压降性能试验研究

通过搭建试验测试平台测试了螺旋扭曲膨胀管油冷却器壳侧传热及压降性能,并与传统的折流板式油冷却器进行了性能对比。结果表明,螺旋扭曲膨胀管油冷却器传热和压降性能都优于传统折流板油冷却器;在相同的压降下,螺旋扭曲膨胀管油冷却器的壳程传热系数是传统折流板式油冷却器的2³倍,综合性能有明显的优越性。根据试验结果拟合出了螺旋扭曲膨胀管油冷却器壳程传热系数和压降与壳程流速的关系式,为后续螺旋扭曲膨胀管油冷却器的推广应用提供参考。     

非均匀热流边界条件换热管内流场优化研究

针对太阳能集热器换热管的强化换热问题,对在周向非均匀热流边界条件下基于场协同理论管内的流场分布进行了研究。采用了数值模拟的方法,利用变分法构造拉格朗日函数,求出了附加体积力的动量方程;对纵向涡流和换热管传热系数之间的关系进行了归纳,提出了流场优化强化换热,进而提高太阳能热利用率的方法。研究结果表明:周向非均匀热流边界条件下换热管内纵向涡流可以明显地强化管内的对流换热,但同时流体流动的阻力也随之增大,并且流动阻力的增加幅度要小于对流换热增强的幅度;纵向涡流流速越大,进口流体雷诺数越小,流体具有更为优良的综合强化换热特征。     

变片距冷风机与定片距冷风机的性能对比研究

为了探索在结霜条件下处于不同工况时的定片距冷风机和变片距冷风机的性能状况以便合理运行减少结霜,试验采用了同流程同管径的两种冷风机,对传热性能和阻力特性等进行了研究。结果表明,在低温工况下,变片距冷风机的性能整体上要优于定片距冷风机。在低风速工况下,2种冷风机的传热特性差别不大,但变片距冷风机的阻力系数要低于定片距冷风机,在入口温度为-20℃,风速为1 m/s,载冷剂体积流量为6 m3/h时,定片距冷风机压降比变片距冷风机压降高出14.4%。载冷剂流量的增加会令2种冷风机的传热系数随之增长,但影响较小。而风速却对冷风机换热性能及压降起着至关重要的作用,过高的风速不仅不能改善传热系数和阻力特性,相反,将导致性能的恶化。     

空间低红外辐射液氮冷屏低温特性研究

应用低温冷屏蔽方法可以降低空间飞行器表面红外辐射强度。建立分层贮液及气流分离空间冷屏蔽系统模型,应用流场数值模拟参数计算对流换热经验关联式并获得不同边界对流换热系数,将对流边界条件代入稳态传热数值模拟过程并得到液相区及气相区表面温度分布规律。建立单元传热试验模型,应用当量分析法对试验模型天地一致性进行分析,结果表明:极端状态下分层贮液高度小于100mm时传热模拟表面最大温度92.9K,流场最大温度107K,试验最大温度180K,受当量辐射影响,试验温度梯度与模拟梯度外形相似但大于模拟温度梯度;试验当量辐射接近1592.6W/m2,地面液氮维持时间15min,空间维持时间大于30min;分层贮液模型能够使空间飞行器在特定时间段内表面温度低于100K,红外辐射强度低于0.5W/m2。     

提高铸轧系统传热能力的理论与试验研究

在建立铸轧系统传热模型的基础上,针对影响铸轧系统传热能力的2个主要因素:辊套材料的导热性和内冷对流换热系数进行了理论与试验研究,介绍了新型CGT铍青铜辊套材料的主要特点和应用效果。研究结果表明:采用高导热性的CGT辊套,与37Cr3NiMoV辊套比较,在模拟实际使用工况的仿真分析条件下,铸轧系统的传热能力提高30%;在实验室小型铸轧机上,传热能力提高82%。随着内冷对流换热系数的增加,铸轧系统的传热能力有所增加,但采用CGT辊套材料时,内冷对流换热系数对传热能力的影响更为显著。     

脱硫废水浓缩系统中烟气蒸发器的管内模拟

为提高利用烟气余热浓缩减量脱硫废水的效益,以分离式热管多效蒸发系统的蒸发段为研究对象,采用fluent软件中的mixture模型的多相流模型,拟合垂直换热管内的沸腾传热过程,在假设烟气热量恒定的情况下,得出变温变物性参数与变温物性参数恒定两种条件下,改变进口流速对垂直管内流体的温度、含气率和换热管的沸腾传热系数的影响规律,建立了烟气蒸发器垂直换热管的三维物理模型,结果表明,物性参数是否随温度变化对换热管内的含气率和沸腾传热系数均又较大影响,变温变物性参数的条件更符合实际的沸腾传热特性,为分离式热管多效蒸发系统提供更有效的研究方法。     

组合涡发生器在螺旋板式换热器上的强化传热研究

在螺旋板式换热器螺旋通道内设置三角翼和椭圆柱组合涡发生器,利用流体计算软件Fluent进行三维数值模拟。研究了Re为4000～7000内组合涡发生器对通道平均Nu和平均阻力系数f的影响,并应用场协同原理进行了分析。与只加装椭圆柱涡发生器的螺旋板式换热器进行对比,结果表明,纵向涡发生器产生的二次流能改善螺旋通道内的速度场与温度场的协同性,起到强化换热作用。在正三角形排列方式下,组合涡发生器通道的平均Nu比椭圆柱涡发生器的平均Nu增大8.7%,阻力因子f减小23.7%,强化换热的效果较好。