添加剂对流动沸腾传热的影响

研究了添加剂对垂直管内流动沸腾传热的影响,选用W/O型聚丙烯酰胺(简称PAM)和十八烷胺(简称ODA)为添加剂,研究添加剂水溶液的性质、添加剂浓度、流速、热通量、聚合物分子量等因素对流动沸腾传热的影响.采用X光射线光电子能谱仪测试了添加剂分子在管壁上的吸附情况,并对壁面特性进行了分析.研究结果表明,W/O型聚丙烯酰胺和十八烷胺都具有强化流动沸腾传热的性能,而且有最佳浓度范围。PAM还具有减阻性能,因而可提高流速来强化流动沸腾传热。     

管内插入旋流片的流动和传热的数值模拟

为了获得较好的传热性能,提出一种在缩放管内间隔插入旋流片的复合强化传热方法。采用水为流动介质,在湍流状态下,通过数值模拟,详细研究了缩放管内插入旋流片的速度场与热流场的分布特性及其相互间的协同。对缩放管插入不同结构旋流片的热阻性能与缩放管和光滑管进行了比较,模拟结果表明,在相同条件下,传热系数和阻力系数最大分别提高25%,120%,120%,370%。缩放管与旋流片的复合使用能有效地改善速度场和温度场的协同程度,是提高换热性能的一个有效手段。     

旋流片支撑缩放管管束传热与流动的数值模拟

通过数值模拟,以水为工质,研究了湍流时旋流片支撑缩放管管束管间的传热综合性能,并与无支撑光滑管管束、无支撑缩放管管束及旋流片支撑光滑管管束的传热性能进行了对比,分析了不同结构参数对其传热综合性能的影响;揭示了旋流片支撑缩放管管间流体速度场与温度场之间的协同性。结果表明:旋流片支撑急扩慢缩型缩放管管束相对急缩慢扩型具有更好的传热综合性能,且都比旋流片支撑光滑管管束的传热综合性能好,但二者都没有对应的无支撑缩放管管束综合性能好;具有小角度跟大扭率结构的旋流片更有利于旋流片支撑管束传热综合性能的提高;相对旋流片支撑光滑管管束与无支撑缩放管管束,旋流片支撑缩放管管束强化传热的原因在于传热场协同的增强作用更为明显。考虑管间支撑物支撑管束与抗振的必要性,旋流片支撑缩放管管束是一种高效的壳程强化传热措施,文中条件下通过优化,最大传热综合性能能达到1.057。     

单位熵产分析法在强化传热研究中的应用

引言在余热利用、锅炉、加热炉等设备的设计中需要选择合适的方法强化受热面传热,达到缩小装置体积和优化装置性能的目的。选择强化传热方法的一个重要原则就是分析装置热力性能是否达到优化。目前强化传热热力性能的分析方法有不少,主要包括直接比较法和以热力学第一定律为基础的能量分析法等。用上述方法评价分析传热的综合热力性能,虽然直接方便并可获得确定的结果,但由于分析中没有将传热性能和流动性能有机地结合,没有考虑能量质的变化,因而其结果与实际换热工况会产生一定的差别,有时不能很好地解决能量有效利用的综合评价问题…     

管内组合式旋向交叉转子对强化传热性能影响

通过在安装有不同组合式旋向交叉转子的管壳式换热器上进行传热实验.结果表明,旋向交叉转子能够平均提高总传热系数K达到35%以上,随着管程流量增加,强化传热效果更好;在实验的换热管长度内安装整体组合式转子比分段组合式转子的换热管总传热系数提高5%～10%左右.     

多组分流动沸腾传热研究

多组分混合物流动沸腾传热系数算式中的液相传质系数，是描述传质阻力的关键参数，但是，当前既无合适的计算方法也无经验数据，只能借用物理和化学吸收传质系数的经验值。本文给出一个简化计算方法。用此法对有机水溶液系统进行预测计算，所得传热系数与实测值比较，其平均绝对偏差为１０．７２％。     

混合物流动沸腾传热研究

引言由于热泵技术发展的需要,多组分混合物流动沸腾传热的计算方法已成为当前传热研究的前沿课题．经研究发现当前的流动沸腾传热模型并非都能适用于多组分的计算．比如,加和模型由于抑制因子S与混合工质的种类及组成有关,而当前又尚未研究出一个通用算式,故使该模型在用于多组分混合物流动沸腾传热时遇到困难．造成困难的主要原因是混合物流动沸腾传热过程中传质阻力的影响不容忽视,然而混合物传质系数的计算又非常困难,目前尚无可用于实际系统的理论方法,实验数据也很少,还停留在经验阶段．近些年虽然对流动沸腾传质阻力的校正提…     

环隙内流动沸腾传热特性的研究

本文以水和粘性液体为工质,对环隙宽度为2mm的环隙内流动沸腾传热特性进行了研究.实验结果表明,在一定的热通量范围,环隙内流动沸腾传热系数较空管的平均提高80%,总传热系数平均提高60%.当以水为工质时,总传热系数的实验值与计算值吻合较好.     

管内层流强化传热的数值模拟

通过数值模拟,研究了85%甘油在含旋流片缩放管管内的传热与流阻特性,并与光滑管、缩放管的传热与流阻特性进行了对比。研究结果表明,层流时含旋流片缩放管的综合因子大于缩放管,且缩放管内插入6个小角度旋流片具有更好的传热性能。在有旋流片段可以通过减薄边界层厚度与增加有效传热温差的双重途径提高传热速率,而在旋流片下游段则可以利用有效传热温差的缓变特性继续维持较大的传热速率,从而能避免过多的流体置换次数,极大幅度的降低流体的输送功耗。     

管间高粘度流体的有效传热温差缓变特性

通过数值模拟,研究了85%甘油在旋流片支撑光滑管管束间纵向流动的传热与流阻特性,并与无支撑光滑管束的纵向流动进行了对比,揭示了高粘度流体置换类强化传热方法的有效传热温差缓变特性机理。研究结果表明,层流时,小扭率与大角度旋流片支撑的光滑管管束的传热综合性能更佳,旋流片支撑光滑管管束在有旋流片段可以通过提高有效传热系数与增加有效传热温差的双重途径提高传热速率,而在旋流片下游段则可以利用有效传热温差的缓变特性继续维持较大的传热速率,从而能避免过多的流体置换次数,极大幅度的降低了流体的输送功耗。     

淀粉在旋转气流干燥器中的热量传递

在旋转气流干燥器中,取一物料环作微元体,根据热平衡原理,建立了计算热介质与颗粒固体间的给热系数数学表达式。由气、固两相在旋转运动中的相对滑移关联式,进行了努塞尔准数Nu、空塔气速表征的雷诺数Re、气固质量比B的关联。在作者开发的φ150mm实验设备中,用淀粉进行传热的正交实验研究,得到了颗粒尺寸、颗粒湿含量、给热系数随干燥管高度的分布曲线。用非线性回归方法得到的关联式为: Nu=-0.937+0.133Re~(0.622)-0.042Re~(-1.285)B~(-0.790) 122≤Re≤189 0.0170≤B≤0.0863     

三相流沸腾传热

对三相流沸腾传热进行了理论分析和实验研究，研究了三相流沸腾传热特性，提出了三相流沸腾传热系数的计算方法，实验结果表明，由于固体粒子的存在，强化了沸腾传热，三相流沸腾传热系数是相同条件下汽－液两相流沸腾传热系数的两倍。固体粒子的存在，能有效地防止和清除传热壁面上的污垢。     

环形管内涡旋流动特性及传热机理研究

对不同初始旋流强度的空气介质在环形管内涡旋流动特性及传热机理的试验研究，得到了表示涡流喷嘴位置及方向的几何参数与传热系数及压力降的关系。实验表明，涡旋流动有明显的强化传热作用。     

含间隔分置旋流片的缩放管复合强化传热

Pressure drop and compound heat transfer characteristics of a converging-diverging tube with evenly spaced twisted-tapes （CD-T tube） have been investigated experimentally. Swirl was generated by evenly spaced twisted-tape elements which vary in twist ratio and rotation angle. Space ratio also has an important effect on the characteristics. For comparison, experiments in a smooth circular tube and a converging-diverging （CD） tube with-out twisted-tapes were carried out. The results show that the twisted-tape with twist ratio y=4.72 and rotation angle θ=180° has the best performance among the four types of twisted-tapes presented in this paper. At Reynolds number ranging from 3400 to 20000, when space ratio s=48.6, the heat transfer efficiency index, which increases as the Reynolds number increases, is 0.85-1.21 and 1.07-1.15 compared to that of a smooth circular tube and a CD tube without twisted-tape inserts, respectively.     

三相流重力热管冷凝段传热性能研究

为拓展三相流强化传热和防、除垢技术的应用领域,优化重力热管的传热性能,设计并构建了1套三相流闭式重力热管系统。考察了固含率、加热功率、充液率等参数对于三相流重力热管冷凝段传热性能的影响。结果表明,三相流重力热管可以强化传热。冷凝段对流传热系数随着加热功率的增加而增大,随着充液率的增加而减小。充液率较低时,冷凝段对流传热系数随着固含率的增加而增大;而当充液率较高时,随着固含率的增加,对流传热系数则呈现出先增加,后降低,然后再增加的变化趋势。     

垂直受热通道中气液两相流传热性能的研究

在垂直受热通道中气液两相流的传热是一种从单相流、泡状流、弹状流、搅拌流直至环状流的各种流型的气、液两相复杂传热。本文采用了特制的实验研究设备,以水及其蒸汽为介质,研究了各种流型的传热特性及其影响因素(进料质量流速、热通量以及干度等),探讨了成膜条件,并用J.C.Chen双机理传热模型计算、分析了在不同情况下各机理对传热所起的作用。     

Laminar Flow and Heat Transfer Characteristics in Jackets of Triangular Flow Channels

Laminar flow and heat transfer characteristics of jacketed vessel with triangular flow channels were numerically studied under hydrodynamically and thermally fully developed conditions. Constant heat flux at theheated wall was assumed. The numerical program code interms of vorticity, stream function, axial velocity com ponent and energy equations was written based on a finite volume method. Based on the numerical results, the flow and temperature field were given, and the effects of Dean and Prandtl numbers on flow and heat transfer were ex amined, and the correlations of flow resistance and mean Nusselt number were developed for the jacket. The results show that the structure of secondary flow is steady two vortices in the investigated range of dimensionless curvatureratio and Reynolds number. Two peaks of local Nusselt number increase significantly with Prandtl and Dean num ber increasing, but the local Nusselt numbers near two ends and at the center of the heated wall increase only slightly. The center and two ends of heated wall are the poor positions for heat transfer in the jacket. Compared with the outer half coil jacket at the same area of heated wall, curvature radius, Reynolds number and Prandtl number, e jacket of triangular flow chmnel has lower flow resistance and less mean Nusselt number.     

渐扩渐缩波纹通道内脉动流的传热强化

采用曲线坐标系下压力与速度耦合的SIMPLER算法, 数值研究了周期性渐扩渐缩波纹通道内脉动流动与换热情况,流动Re数的范围为10～1000,Pr数为0.7.计算考察了不同Re数、脉动频率以及振幅对通道内强化传热和压力损失的影响.研究结果表明,稳态下Re数大于40以后,流动出现分离,Re数大于600以后,流动显得复杂和混乱;受入口脉动流的影响,通道内的旋涡发生周期性的脱落、增长和迁移,从而增强了流体之间的扰动和掺混,强化了传热;传热的强化效果随着流动Re数、脉动频率以及振幅的增大而增强;另外,流动阻力随着无量纲时间呈正弦规律变化,但与脉动频率无关.     

Effect of Thermal Asymmetry on Heat Transfer in a Laminar Annular Flow

The effect of thermal asymmetry on heat transfer in a hydrodynamically developed annular flow has been investigated numerically. The surfaces confining the fluid space are kept at constant but different temperatures. Depending on the fluid inlet temperature, the thermal asymmetry can lead to a discontinuity of the Nusselt number on one surface. With the thermally developed flow the exact expressions for the Nusselt numbers have been obtained.     

热虹吸窄矩形流道内多元非理想物系流动沸腾传热

以乙醇－水、正丙醇－水、乙醇－正丙醇－水以及乙醇－苯－水作为工质,在热虹吸矩形流道内研究了多元物系流动沸腾传热。使用校正的渐进模型关联式,结合Thome核沸腾传质阻力效应校正,构造出多元物系流动沸腾传热计算方法。