管束效应对含空气蒸汽冷凝传热影响数值分析

采用数值模拟的方法分析管束效应对管外含空气蒸汽冷凝传热的影响。基于3×3管束，分析了管间距在1.5d~5d（d为管径）范围内的管束效应及管间距对局部和平均冷凝传热性能的影响。在管间距为1.5d条件下讨论了管束结构对冷凝传热性能的影响。结果表明，管束效应包括高浓度空气层的抑制传热作用和管束抽吸效应的强化传热作用。随着管间距的减小，第2类和第3类传热管主要受高浓度空气层的影响，第1类传热管主要受管束抽吸效应的影响。当管间距为1.5d时，第2类和第3类传热管的传热系数分别比单管恶化了6%和29%，而第1类传热管比单管增加了2.5%；在1.5d管间距条件下，管束抽吸效应随管列数的增加而明显增大，导致管束平均冷凝传热系数（hb）逐渐增大。当管列数达到20列时，hb高于单管。      

含不凝性气体蒸汽浸没射流冷凝压力振荡实验研究

实验研究了不凝性气体（空气）含量、水温和蒸汽质量流速对蒸汽浸没射流冷凝压力振荡特性的影响，实验工况横跨冷凝振荡（CO）区和稳定冷凝（SC）区。结果表明：对于纯蒸汽射流，压力振荡主频随水温的升高而降低，振荡强度随水温的升高而升高；在CO区，振荡主频和振荡强度均随蒸汽质量流速的升高而升高；在SC区，振荡主频随蒸汽质量流速的升高而降低，振荡强度基本上不随蒸汽质量流速的变化而发生改变；对于含空气射流，随空气质量分数的增加，振荡主频总体呈下降趋势，振荡强度先迅速下降后小幅上升，在空气质量分数为0.05～0.1区域内振荡主频和振荡强度均存在极小值。     

基于(积)耗散理论的烟气-水接触式换热优化

天然气作为供热能源在北方城市得以广泛应用,其燃烧产生的烟气中含有大量余热,采用接触式换热可实现对其高效回收.本文基于(积)耗散理论,研究如何减少接触式换热中的(积)耗散以提高换热效率.本文推导了烟气-水接触式换热表达式,从而得到烟气-水换热曲线方程,并对一段喷淋中的烟气-水换热流程进行了改进,分析了烟气-水换热产生的(积)耗散及本文的优化方向:如何减少烟气露点温度以下的烟气-水换热(积)耗散.研究了在两段喷淋方式下,如何选择分段点可使得(积)耗散最小,并以设计排烟温度30℃为例进行了具体计算,进而得到了不同典型热源在不同排烟温度下对应的喷淋水分段点温度.当设计排烟温度为30℃时,对于典型燃气锅炉和热电厂,相对于一段喷淋,两段喷淋下的(积)耗散可分别减少58％和29％以上.     

超临界二氧化碳压缩机非平衡冷凝研究进展

压缩机是超临界二氧化碳（S-CO2）动力循环系统的核心设备，其工作在S-CO2的近临界区域，因此S-CO2工质在压缩机内流动时易发生非平衡冷凝，影响系统性能与可靠性。压缩机内部的S-CO2非平衡冷凝实验观测难度大，数值模拟复杂，相关S-CO2压缩机设计经验也较为缺乏。本文结合近年研究成果，从研究方法、数学模型和实验研究等角度总结了目前S-CO2非平衡冷凝的研究进展，指出了需进一步开展的研究方向，如改变喷管几何结构参数，从而改变成核区体积，以改变流体在亚稳态区的滞留时间；改进气体状态方程进而提高亚稳态区域热物性精度，从而准确进行数值模拟；在设计S-CO2压缩机时，利用实验测得的Wilson线设定压缩机进口条件，构建新的安全边界等。     

智能物联 舒适家居系统升级的重要方向

A.O.史密斯在中国市场始终坚持本土化的管理和本土化的研发,其近年来在舒适家居市场的一系列动作,可以看出,依然是秉承着以用户为中心的原创型创新,在更好满足消费者需求的同时,为行业带来新活力。节能省气看得见,引领采暖系统进入AI智控新时代。近几年,行业一直在推冷凝式产品,但却推广得非常难。从全球市场来看,欧洲之所以冷凝炉得以普及,是因为有政策的引导。     

天然气制甲醇工艺水中氨氮浓度高的原因分析

该天然气基甲醇厂采用蒸气转化法生产工艺,原料天然气中氮气体积分数在3.9%左右,合成弛放气外送炼油厂经PSA提氢后,解吸气返回甲醇装置主要作为燃料使用。该装置投产20年来于2018年大检修后首次出现转化工段工艺水中氨氮含量高达860mg/L的现象,对达标排放及回收利用造成较大影响。针对这一现象进行了分析,结果表明在转化催化剂的裂解反应环境和废热锅炉内具备生成氨的化学反应条件,是造成甲醇装置工艺冷凝液中氨氮超标的主要原因。     

基于数据辩识算法的燃气热水锅炉运行特性研究

搭建了以泡沫铜翅片换热器为核心的烟气水分回收实验台，研究了冷却水进口温度、烟气雷诺数及烟气中水蒸气体积分数对该换热器水回收特性和换热特性的影响,基于实验数据，利用多元回归拟合得到对流换热的关联式，其预测值与实验值误差在6%以内。结果表明：水蒸气体积分数增大可以显著提升水回收特性，而冷却水进口温度及烟气雷诺数对其影响很小；冷却水进口温度与烟气雷诺数对换热效率的影响较大，冷却水进口温度与换热效率成反比，烟气雷诺数与之成正比，而水蒸气体积分数对其影响较小；实验获得的最大冷凝水产率为7.68 kg/h，最大冷凝率为56.94%，最大换热效率为96.95%。     

满足排放要求的苯乙烯废气处理工艺及应用

针对苯乙烯装卸车及罐区产生的苯乙烯废气浓度高、流量变化大、间断发生的特点,开发了冷凝+氧化的组合工艺。研究结果表明:在氧化温度T4～T5℃、气液体积比为V3∶1条件下,当苯乙烯废气浓度在3 000 mg/m~3以下时,采用KMnO_4氧化法处理;当苯乙烯废气浓度3 000 mg/m~3以上时,采用冷凝+氧化的组合工艺,两者皆可实现苯乙烯废气的环保达标排放。采用KMnO_4氧化法处理丁苯橡胶装置产生的浓度约1 000 mg/m~3的苯乙烯废气,其工业运行结果表明:出口苯乙烯浓度降至10 mg/m~3左右。     

基于单级蒸汽压缩制冷系统冷凝废热回收的制冷剂数值优选研究

在大型制冷工程中,若能合理回收制冷系统的冷凝热并应用于牛奶厂、屠宰场、水果烘干、生活热水供应等场合,具有十分积极的节能减排意义。为保证冷凝热回收的同时制冷系统高效运行,制冷剂的选择至关重要。通过流程模拟软件模拟单级蒸汽压缩制冷过程,在制冷量80 kW,蒸发温度-25℃的设定条件下,从热力学性能、系统运行参数以及其对环境的影响大小等方面比较了12种不同的制冷剂。结果表明R21既能获得很高的系统性能系数,又对环境负面影响小,是优选的冷凝废热回收单级蒸汽压缩制冷系统制冷剂。     

连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统

生物质能源是一种环境友好的可再生能源,但也存在能量密度低、含水率高、碱金属含量高等缺点,导致其在热利用的过程中存在易结渣、堵灰及腐蚀、热效率不高等问题。本文结合生物质气化、炉内碱金属/硫固定、两级焦油裂解、蓄热式燃烧,以及冷凝热回收等多项先进技术,设计并搭建了连续蓄热式生物质气化/燃烧供热系统。以海洋贝壳类废弃物作为生物质成型燃料的添加剂和生物质焦油裂解过程的催化剂,在实现海洋废弃资源高值化利用的同时,克服了生物质热利用过程中的多项障碍,能够显著提高生物质能热利用效率,同时大幅度降低当前工业及民用供热过程中CO₂、SO_x、NO_x及烟尘的排放,具有良好的经济性与环保性。