不同板式叉流空气-空气换热器换热特性模拟

为了提高板式叉流气-气换热器的显热效率,本文根据厂家新风换气机实物原型,提出三种模型结构方案.通过Fluent数值模拟软件,分别模拟出夏季工况下三个方案的送风面和排风面的速度场、温度场和压力场.根据模拟结果得出最优方案,即在送风面阻力较小情况下,不仅送入的温度低,而且风口气流均匀.模拟结果为换气机的设计和生产提供参考.     

水-水板式换热器运行故障原因及排除方法

分析了热力站水-水板式换热器的运行故障,主要表现为:情况1,热流体出口温度达到冷流体出口温度的1.1倍以上;情况2,冷热流体出口温度接近且均偏低.情况1由于换热器内结垢导致热阻增大,可进行除垢、清洗排除故障.情况2由于换热器堵塞或一次侧进水管存在气堵,应加强施工管理,防止杂物进入管道;在一次侧进水管最高点安装放气阀,运行中经常放气.     

U型地埋管换热器换热性能分析

为了探索U型地埋管换热器的换热规律,文章采用数值仿真模拟对二维U型地埋管换热器换热性能进行了分析,并模拟钻孔内、外换热过程。结果表明:钻孔内部瞬态换热模拟刚开始的少许时间内,温度变化仅发生在U型管附近,随着时间的增加,温度变化覆盖整个钻孔区域,U型管内水的温度与回填材料温度接近一致,系统趋于稳定;钻孔外部瞬态换热模拟之初,温度变化主要发生在钻孔内部,随着时间的推移,钻孔壁外温度逐渐降低,钻孔壁以内的温度逐渐增加,钻孔壁内、外温度接近一致,系统趋于稳定。     

板式空冷凝汽器传热性能的数值研究

对板式空冷凝汽器传热特性进行了研究,建立了空冷单元的物理模型,并构建了换热板束及外部的数学模型.利用CFD软件对空冷单元进行数值模拟,典型工况模拟结果与实测数据基本相符,可应用此模型对空冷凝汽器的传热性能进行深入研究.利用该模型进行变风量数值模拟,通过数据分析整理得到空气侧的努塞尔特数与雷诺数的准则关联式,适用于该同类...     

钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点抗连续倒塌性能研究

针对钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点进行抗连续倒塌单调加载试验,考察节点在连续倒塌工况下的整体变形、破坏形态、节点抗力以及关键截面应变发展等,并建立穿心螺栓外伸端板式节点有限元模型,进行节点失效模式、节点核心区应力及抗力机制分析。结果表明,钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点在连续倒塌工况下主要经历4个阶段,即梁机制阶段、混合机制阶段、悬链线机制阶段及破坏阶段;节点抗倒塌承载力由节点抗弯能力和抗拉能力提供,其中抗拉能力对节点抗连续倒塌能力贡献远超于抗弯能力;节点的倒塌破坏一般发生在钢梁与外伸端板连接处,裂缝贯穿下翼缘后迅速延伸至钢梁腹板;形心轴下方穿心螺栓群拉应力持续增大,形心轴上方穿心螺栓群在加载初期拉应力较小,随着竖向位移的增大其拉应力逐渐增大;外伸端板应力主要集中在螺栓孔周围,随着竖向位移增大形心轴上方应力集中区面积减小,形心轴下方应力增大。     

密集型桩埋换热器管群周围土壤换热特性的数值模拟

以一实际地源热泵系统为例,在全年逐时负荷计算的基础上,对大面积密集型桩埋换热器管群周围土壤的换热特性进行了数值模拟。提出了土壤换热中热屏障的概念,并分析了热屏障的形成原因及其特性,即形状不规则、动态变化和危害性。长期运行中,热屏障带的温度增长速率要高于土壤平均温度的增长,建议从负荷平衡和热屏障两个角度进行分析,以保证地源热泵系统稳定可靠的运行。     

中深层套管式地埋管换热器换热性能模拟研究

建立套管式地埋管换热器数值模型,采用FLUENT对制热工况下套管式地埋管换热器的换热性能进行模拟,研究运停比、岩土热导率、地温梯度等因素对单位钻孔深度换热量的影响.岩土热导率为2.5 W/(m·K),地温梯度为0.03℃/m条件下:不同运停比的单位钻孔深度换热量均随时间推移而下降.相同供暖期,单位钻孔深度换热量由大到小...     

地道风系统与换热新风装置的耦合应用研究

提出了一种由地道风系统与换热新风装置组成的复合新风系统,通过数值模拟研究了风管直径、风管埋深、送风速度和土壤类型对系统热性能的影响。结果表明：冬季工况下复合新风系统作为独立热源时,对室外低温空气具有足够的加热能力,最大温升约30℃;该系统对室外空气温度波动具有平抑作用,随时间的延长更为明显,提高了室内热适应性。建议在北京市应用该复合新风系统时风管直径取150～250 mm,风管埋深取20 m,送风速度取3～5 m/s。     

双热源螺旋管水箱换热器换热性能研究

建立了水箱换热的数学模型,通过实验验证了模型的准确性。以优化后的水箱模型为基础,模拟研究了上螺旋管距水箱顶面的距离、下螺旋管距水箱底面的距离、螺旋管弯曲直径与水箱直径之比、螺旋管螺距、水箱高度与直径之比、入口流速等参数对水箱换热效果的影响,并利用回归分析得到了螺旋管外侧努塞尔数Nu与各因素之间的拟合关系式。结果表明,螺旋管弯曲直径与水箱直径之比、螺旋管螺距、入口流速对螺旋管外侧Nu的影响较大。     

钢箱-混凝土组合梁承载能力的仿真模拟

对钢箱-混凝土组合梁的力学性能进行了有限元数值仿真模拟。计算结果表明,钢箱 -混凝土组合梁经合理设计能充分发挥钢和混凝土各自的力学性能优势,使其在受载时挠度减少约 1 /3,极大地提高梁的承载力,有较高的工程应用价值。     

管壳式换热器管内流动的数值模拟及试验研究

应用Fluent软件,建立了冷凝式燃气壁挂炉的管壳式潜热换热器的三维四面体网格模型。采用CFD和k-ε湍流模型进行模拟计算,得到了有代表性的管内流速分布及其相关结果。通过添加均流板以及开孔布置和尺寸的优化,使管内流速分布的均匀性得到改善。     

板翅式换热器的数值模拟研究

板翅式换热器作为一种高效换热器,凭借其效率高、质量轻等特点,逐渐被人们广泛应用。板翅式换热器结构复杂,实验研究工作量繁重,花费较大。采用Fluent数值模拟软件,通过对换热器的初始结构模型和优化模型进行传热及流动数值模拟、分析发现,优化模型具有较高的传热性能和较低的压降,对以后换热器的有相变研究有重要意义。     

基于Fluent数值模拟对PVDF换热器性能的分析

建立了聚偏氟乙烯(PVDF)管壳式换热器的物理模型,利用Fluent流场模拟软件对换热器壳程流体的流动状态进行了数值模拟,分析了叉排和顺排管束下、不同管间距情况下对换热的影响以及壳程压降的变化,得到了换热效率最佳且经济合理的PVDF管壳式换热器的结构设计参数。     

地埋管换热器周围非饱和土壤热湿迁移数值模拟

本文在极坐标下建立了地埋管换热器周围非饱和土壤的热湿迁移数学模型与纯导热数学模型,采用有限体积法对两种模型进行了数值求解。模拟结果表明,向土壤中排热会使得钻孔壁附近的含湿量降低。当土壤初始含湿量较大时,土壤中湿分迁移对土壤热物性基本上没有影响,纯导热模型与热湿迁移模型模拟土壤与地埋管换热器之间的换热现象时基本一致;当土壤初始含湿量较小时,热作用对钻孔壁附近的湿迁移影响较为显著,土壤热物性会随之发生变化,此时纯导热模型与热湿迁移模型计算差值较大。     

海水源热泵用盘管换热器的数值模拟研究

为了研究海水源热泵用盘管换热器的换热能力,并确定其设计参数值,基于数值模拟软件FLUENT建立了换热器模型,进行了数值模拟,将模拟结果与实验测试值进行了对比分析,验证了其正确性。根据模拟计算出的单位管长换热量,给出设计速度参考取值范围。研究结果为海水源热泵空调系统用盘管换热器夏季换热盘管流速取值范围提供了参考,宜取0.5～0.7 m/s。     

地埋管换热器热响应测试与模拟研究

对48m深双U型地埋管进行热响应测试,并使用线热源模型对实验数据进行分析。计算得到该测试地点土壤导热系数为1.44W/(m.K),进水温度为37℃时,每米井深散热量为91.14W/m。在实验的基础上,建立地埋管全尺寸换热模型,该模型水流进口条件与实验一致,土壤导热系数、地下初始温度等均为实验测得数据。以换热量比较,模拟结果与实验结果相差6.8%。在验证模型精度的基础上,对50m、60m、70m埋深的单U及双U型换热器进行模拟比较。进水温度为36.85℃时,对于单U型管,单位井深换热量分别为59.19W/m、56.23W/m、53.40W/m;对于双U型管,单位井深换热量分别为94.16W/m、90.00W/m、85.93W/m。不同深度的地埋管,双U型换热性能优于单U型,散热量约高37%,但是单U型管出水温度低于双U型管。     

基于场协同理论的管翅式换热器翅片效率的数值模拟研究

本文对平直翅片管翅式换热器在考虑翅片效率和不考虑翅片效率2种情况下分别进行了层流状态下的流动和换热的三维数值模拟,研究了2种情况下Re数对换热量、Nu数及协同角的影响,并从场协同角度进行了分析。结果表明,Re数取200～1 700范围内的6个不同值,在不考虑翅片效率时,换热量分别增大了3.44%、4.76%、7.48%、12.68%、16.04%和19.56%。随着Re数的增大,翅片效率对模拟结果的影响也会增大,即在高Re数下不可忽视翅片效率对结果的影响。本文还从翅片效率的根本定义出发,得出了不同Re数下的翅片效率,为计算翅片效率提供了一个新的思路。     

冻土层中水平埋管换热器换热特性的数值分析

寒冷地区冻土层对地源热泵水平埋管换热器(GHE)的换热特性产生重要影响。根据冻土层换热特点建立了一种简化传热模型,对水平埋管周围土壤瞬态温度分布进行了模拟计算,分析了冻土层冻结和土壤含水率对GHE热损失的影响。计算结果表明,土壤冻结情况GHE的传热损失相对于非冻土情况下增大。进液管热损失随着土壤中含水量的增加先减小后增加,回液管热损失逐渐减小,GHE总热损失减小。计算结果与国家标准地源热泵系统技术规(GB 503662-2005)中对水平埋管的埋深规定相吻合。     

珠三角地区U型地埋管换热器土壤温度场的数值模拟

建立了与实际U型地埋管换热器及管群(2×2)相一致的三维传热模型,在验证模型准确性以后重点分析了地埋管换热器及管群(2×2)周围土壤温度场在水平和竖直方向的分布规律,模拟出了连续运行后的土壤温度及循环水出口温度;对比了各部分传热热阻,其中土壤的传热热阻对模型的整个换热过程影响最大;而管壁的传热热阻最小。研究结果为在珠三角地区因地制宜地应用和推广土壤源热泵技术提供了相关的参考依据。