卧式螺旋管内流动换热壁温分布特性

螺旋管是一种高效换热管型,在卧式螺旋管内流动时受到重力和离心力的作用,工质流动方向时刻改变,产生二次回流,从而表现出了不同于其他管型的流动与传热特性。以卧式螺旋管为研究对象,选取底部截面、上升段截面、顶部截面三个具有代表性的位置截面,采用逐渐增大热通量法研究了其在单相对流和过冷沸腾条件下壁温的分布特性。为螺旋管换热器的设计与应用提供了参考依据。     

非均匀热流边界条件下螺旋管内流动传热的场协同分析

建立了螺旋管内流动换热的物理数学模型,对均匀和非均匀热流边界条件下螺旋管内湍流传热进行了数值模拟。结果表明：当对螺旋管表面施加相同的加热功率时,均匀热流边界条件下湍流传热系数高于非均匀热流边界条件下的湍流传热系数,且均匀热流边界条件下螺旋管内的场协同角低于非均匀热流边界条件;非均匀热流边界条件时,在相同的De下,曲率较小的螺旋管传热系数大,且曲率较小的螺旋管内场协同角较小;同时,随着管径的增大,螺旋管内的传热系数也随之下降,但螺旋管内的场协同角随之增大。     

卧式螺旋管临界热流密度的流体模化

为检验经典的临界热流密度(critical heat flux, CHF)流体模化方法对于卧式螺旋管的应用效果,采用大功率直流电加热的方法对制冷剂HFC-134a在卧式螺旋管内的流动沸腾CHF进行了实验测试。通过运用Ahmad和Katto模型对实验测试数据和已有数据源进行模化计算发现:Ahmad和Katto模型确定的流量模化因子对于卧式螺旋管CHF的流体模化会产生较大的偏差,导致预测的CHF值高于实验结果。在实验数据分析的基础上提出了卧式螺旋管CHF流量模化因子的经验关联式。计算结果表明:应用该关联式对实验条件下卧式螺旋管CHF的预测偏差在±20%以内,其流体模化精度明显优于Ahmad和Katto模型。     

超临界压力下CO2在螺旋管内的混合对流换热

在恒热流条件下,对超临界压力CO₂在内径为9 mm,绕径为283 mm,节距为32 mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为:进口压力8 MPa、质量流速0～650 kg·m^-2·s^-1、内壁热负荷0～50 kW·m^-2。研究发现:受热螺旋管内超临界压力CO₂的壁温及传热特性由变物性、浮升力及离心力的耦合作用共同支配,变物性及浮升力影响的相对大小可用Buoyancy数定性表征,当Bo>8×10^-7时,自然对流占主导作用,浮升力作用引起强烈的二次流效应,显著强化传热;在浮升力和离心力共同作用下,截面周向温度最低点出现在外下侧区域,且当浮升力作用占优时,底部区域的传热系数大于外侧,当离心力作用占优时,底部区域的传热系数小于外侧。基于本实验获取的2346个数据点,得出了计算Nu实验关联式,90%以上的实验值与拟合公式计算值偏差在±20%以内。     

缩放螺旋混合器的实验评价与优化设计

为了增强普通螺旋管的混合效率,在普通的螺旋管结构中引入突放突缩结构,设计制造出缩放螺旋混合 器。以竞争串连反应的离集指数为指标,对缩放螺旋混合器的结构进行了优化设计,考察了缩放螺旋混合器的几何参数--混合单元数、粗细段长度比、螺距、曲率半径以及Reynolds数对混合器的混合效率的影响。结果表 明:缩放螺旋混合器的粗细段长度比为1/4,曲率半径为10.5 mm,混合单元数为40,Reynolds数在1000～1575时混合效率最佳;参数优化后的缩放螺旋混合器比普通螺旋管混合器以及具有缩放结构的直管混合器中的混合效率更高。     

哈锅超临界对冲燃烧锅炉实际运行情况

介绍了哈锅超临界对冲燃烧锅炉实际运行情况和性能考核试验结果,并对结果进行分析和评价。     

超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁流量分配及壁温计算

根据回路和节点所遵守的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了计算螺旋管圈水冷壁流量和壁温的数学模型.在此基础上,对1台350 MW超临界燃煤锅炉在不同负荷下的水冷壁流量分配及壁温分布进行了计算.结果表明:在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)、75%BMCR及30%BMCR负荷下,螺旋管圈水冷壁的流量偏差不超过±6%,工质出口温差不超过10 K,流量偏差和热偏差均较小;各负荷下管壁温度均处于管子的许用温度范围之内,锅炉运行安全可靠.     

螺旋管筛分机的筛分试验研究

在介绍螺旋管筛分机结构的基础上 ,通过与敲打细筛、弧形筛、水力旋流器、螺旋分级机、直线细筛的比较 ,得出了螺旋管筛分机的性能特点。在6 0 0mm×40 0mm型小型设备和半工业设备上进行筛分试验 ,结果表明 ,螺旋管筛分机筛分效率可达 90 %以上 ,返砂能自动提升 ,筛孔不堵塞 ,具备取代螺旋分级机的功能。     

椭圆断面厚壁螺旋管强化传热与流体阻力研究

对椭圆断面厚壁螺旋管进行了强化传热和流体阻力实验研究.结果表明,螺旋管的平均传热系数较光管有大幅度提高,最大为原来的2.2倍,其准则方程式为Nu=0 197Re0 625Pr0.4(104＜Re＜3.72×104)在雷诺数较低时,螺旋管的传热效果较好,流体阻力也较小,随着雷诺数的增大,流体阻力迅速增大.螺旋管强化传热和最佳工作区域在Re＜2×104范围内     

热流密度对汽水两相流压力波动特性的影响

实验研究了螺旋管内绝热和沸腾汽液两相流动时压力波动特性。分析了热流密度对压力波动的影响规律。结果表明沸腾时波动的均方根和分形参数（分维数、关联维数和Kolmogorov熵）与绝热两相流明显不同,加热热流密度的大小影响各特征参数的大小及其随干度的变化规律。未考虑热流密度影响的流型图或流型转变准则只能在小热流密度时使用。