新型废热锅炉高、低温管板试验研究

由于管板上开有众多的不连续通孔,因而其应力分布、强度问题十分复杂,为了弄清管板的受力状态,给废热锅炉管板的强度设计提供参考资料,在没有相应规范的情况下,本文对此新型废热锅炉的管板建立了试验模型,并进行了应力测定,实测结果和有限元计算值基本上接近。     

流体横掠管束模拟中壁面函数影响研究

采用标准k-ε湍流模型和增强壁面函数法对管壳式换热器进行数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。对于匀速来流的理想横掠管束模型,考察标准壁面函数和增强壁面函数两种壁面处理方法对壁面修正的影响;同经典公式相比较,雷诺数Re为5000时采用标准壁面函数计算结果误差较大,而增强壁面处理模拟结果误差较小;Re为15000时,两种壁面函数计算结果吻合都较好。采用增强壁面函数计算时,y+值对计算结果准确性有较大的影响,且增强壁面函数能够较好地考察近壁面的传热和流动特性。     

正弦波纹流道中流体流动和传热特性研究

采用计算流体力学(CFD)方法,研究了一定雷诺数范围内(50≤Re≤200),正弦波纹流道内的流体充分发展的层流流动和传热性能。比较了不同结构的正弦波纹流道的阻力因子ef、传热因子eNu和能效因子e的值,研究结果表明,正弦波纹流道的波纹波幅对于流体流动和传热性能的影响较大。分析了波纹流道中垂直于主流方向特殊横截面上的流体速度矢量图和温度等值线图,研究结果表明,波纹流道的弯曲壁面使得流体在流道中垂直于主流方向的截面上产生二次流,二次流的出现增强了流道中心流体和近壁处流体的混合和传热,传热性能提高的同时阻力增加。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

折流板换热器壳程流场数值模拟与结构优化

基于多孔介质与分布阻力的概念,采用FLUENT软件对单弓形折流板换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上针对折流板换热器壳程压降大、能耗高,存在传热死区等的缺点,提出了壳程流场的改进方案,通过数值模拟可以看到壳程流场改进后不仅具有压降低、场协同性能好、基本无传热死区等特点,而且在一定程度上还提高了管束抗流体诱导振动的性能。     

纵流壳程换热器工艺设计软件包的研制

介绍了纵流壳程换热器工艺设计软件包的开发及实现。对于更进一步快速推广纵流壳程换热器这一科技新成果具有重大意义     

基于CFD技术的折流杆换热器的性能分析

折流杆换热器是为了避免管束振动而开发的一种新型管束支撑换热器,近年来在国内外得到了广泛应用。但限于换热器结构的复杂性,其壳程流体的流动和换热细节信息还不甚清楚。为了进一步掌握折流杆对壳程流体的强化传热机理,基于CFD技术研究了折流杆换热器壳程流体流动和传热性能,为折流杆换热器的结构优化提供了理论依据。     

蒸汽发生器传热管流体结构耦联动态特性分析

本文对蒸汽发生器传热管的流体结构耦联动态特性进行了解析分析推导,并用MATLAB计算出了耦合固有频率.利用ANSYS参数化语言,对传热管进行了流体结构耦联动态特性模拟,验证了解析推导的正确性,且得到了一些有价值的结论.     

纵流壳程换热器工艺设计优化算法

长期以来,换热器的工艺设计采用类比试算的设计方法,使设计人员把大量精力和时间消耗于重复的烦琐计算,虽可与CAD技术结合,但最终结果往往只是一种可行方案,并不是一种最优方案。由设备技术经济学和设备综合管理角度出发,以纵流壳程换热器的设备投资作为目标函数,在多约束条件下,采用纵流壳程换热器传热系数及流体流动阻力的计算公式,对纵流壳程换热器的工艺设计进行了优化,设计过程一次完成,且能保证是约束条件下的最优设计方案。结果证明,优化算法有着传统算法不可比拟的优势,其设计思路同样可为设计其它型式换热器所借鉴。     

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.