一种用于船舶烟气冷却的喷雾螺旋管冷却器的传热特性研究

船舶使用的主动降噪设备需要连接到排烟支管,但高温烟气会缩短设备的使用寿命。为了降低烟气温度,建立了冷却器喷雾冷却的数值模型对支管冷却器的运行工况进行优化,通过数值模拟分析喷射压差与喷雾半角对冷态以及热态性能的影响。结果表明：最佳喷雾半角为60°,喷射压差为1.5 MPa时,冷却器性能最佳;采用液滴蒸发效率与逃逸质量分析冷却器内液滴的流动特性,根据模拟结果进行二次回归式拟合,喷雾压差和喷射半角与蒸发效率相关系数分别为0.19和0.56,其相对于逃逸质量的相关系数为0.25和0.72,喷嘴工作参数应选取较高的喷雾半角和较低的喷射压差。     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

新型板式凝汽器传热特性及优化研究

为了提高板式凝汽器的换热效果,设计了一种椭圆通道板式凝汽器,入口蒸汽进入4个椭圆管束通道,在相变冷凝过程中,体积不断减少,先后进入3个椭圆管束通道、2个椭圆管束通道,随后从单个椭圆管束通道中排出凝结液,简称为4-3-2-1型。通过FLUENT软件在蒸汽流量68.3 m3/h、温度140 ℃,循环冷却水流量为3 487.14 kg/h及温度20 ℃条件下,模拟并分析了短长轴比和板间距对传热性能的影响。结果表明,对于4-3-2-1型椭圆通道板式凝汽器,板束椭圆通道短长轴比为0.6、板间距为10 mm时,其综合传热性能最佳。为了验证新型板式凝汽器通道布置的合理性,对比了4-3-2-1型、4-2-2-2型和4-4-1-1型3种凝汽器的传热性能,当循环冷却水流速在0.08~0.32 m/s范围内,4-3-2-1型板束通道结构传热性能优于其他两种板束结构,更易使水蒸气发生相变凝结。