铝板翅式换热器翅片表面性能的试验研究

目前,国内进行板翅式换热器设计时,直接采用日本神户钢铁公司的翅片表面性能曲线势必会导致板翅式换热器热力设计有较大的误差。为此,设计并搭建了一台翅式换热器翅片表面性能试验装置,对锯齿形、波纹形、百叶窗形3种常见的铝翅片表面进行了冷态和热态试验研究,测定翅片表面传热性能和摩阻损失曲线,得到了雷诺数Re与传热因子j、摩擦因子f的关系。试验结果表明,国产翅片的摩擦阻力与国外接近,甚至低于国外,而传热性能大约低10%;在Re>4000时,随着雷诺数的继续增大,国产翅片传热性能降低较快,这说明国产翅片的加工工艺、制造精度和材料冶金工艺等虽已接近国外先进水平,但还有待进一步改进。     

板翅式换热器的电子计算机计算

板翅式换热器是一种传热效率高、结构紧凑、多股流体可以同时进行换热的新型换热器。近年来,板翅式换热器在石油化工、空分、动力、原子能、汽车、航空、冷冻及国防工业中,使用越来越多。但由于板翅式换热器的设计方法尚未解决,特别是多股流的板翅式换热器,传热过程更为复杂,严重的影响这种新型换热器的推广。为克服这一困难,对这种换热器的计算方法进行了如下的研究,其计算结果与实际工业装置也基本符合。多股流板翅式换热器如图1所示。根据具体的工艺要求,各股流的翅片型式和翅片参数不一定相同。板翅式换热器的截面如图2所示。沿流体方向,求出板翅任意截面上的金     

板翅式换热器新技术及应用

介绍了作者近年来在板翅式换热器研究与开发方面所做的工作 :1为提高铝板翅式换热器翅片和隔板表面的耐蚀性和亲水性 ,开发了一种表面处理技术。2开发的板翅式换热器快速创型系统 ,具有优化设计、参数化绘图和快速报价等功能 ,能降低产品成本 ,提高设计效率十几倍。 3通过应用先进制造工艺和引进新材料开发了一系列具有抗强腐蚀、抗结垢、耐高温和耐高压能力的板翅式换热器系列新产品。 4应用大型有限元分析系统对高压板翅式换热器的结构特性进行了初步分析 ,得出了一些提高产品可靠性的设计准则。     

铝制板翅式换热器空气侧传热特性研究

铝制板翅式换热器在气体与液体换热方面应用广泛,其特点是传热效率高、结构紧凑、单位体积传热面积大等。本文利用Kays和London的稳态法对锯齿形翅片的铝制板翅式换热器进行乙二醇与空气换热的试验测试,参照威尔逊绘图法对测试数据进行了处理,得到乙二醇侧与空气侧的传热特性。     

混沌流翅片防结垢研究

针对板翅式换热器存在的结垢问题,采用新型混沌翅片来改变流道内的流动状态,利用数值计算的方法获得混沌翅片形成流道的RTD(Residence Time Distribution)曲线,直观地测定了流道死区、活塞流及全混流各部分所占的体积分数,得出了Pe数并分析了其对结垢的影响。结果表明,随着周期的增加,混沌翅片流道内的死区体积减少,活塞流体积增加,Pe数也增大,有利于流道抗结垢。通过对比,证实了混沌翅片在板翅式换热器防结垢中的工程实用价值。     

大型LNG换热器结构设计及换热性能模拟

板翅式换热器目前广泛应用于中小型天然气液化工厂,当其应用于大型天然气液化领域时,由于需要多个冷箱及板翅式换热器并联进行作业,由此带来的流体均布问题较难解决,进而导致换热性能显著下降,这一因素制约了板翅式换热器的大型化应用进程。对现有板翅式换热器结构进行了优化设计,开发出一种新型板翅式换热器换热结构,并对其换热性能进行模拟计算,结果表明,新型板翅式换热器在天然气处理规模较大时,具有较好的换热性能,该研究结果可为大型板翅式换热器结构设计提供参考。     

板翅式换热器两相流混合性能模拟分析

针对板翅式换热器存在的气液两相流换热问题,利用工艺模拟软件ASPEN PLUS,建立了5种不同冷流组分的板翅式换热器模型,通过比较分析得出了不同冷流组分气液混合性能对板翅式换热器的换热面积、对数温差和最小温差的影响,并为板翅式换热器优化设计提供了新的依据。     

板翅式热交换器研究进展

板翅式热交换器具有结构紧凑、高效的特点,近年来应用领域得到不断地扩展。综述了单相流和两相流板翅式热交换器入口封头、分布器以及流道的物流分配,翅片的传热和流动特性及表面特性,新型翅片、多股流板翅式热交换器的多目标优化设计,铝合金钎焊用钎料等方面的发展和研究进展情况。指出将CFD数值模拟、实验研究、理论分析3种方法有机结合是研究板翅式热交换器的有效手段,板翅式热交换器应用领域拓展,物流分配,新型翅片开发,钎焊技术,新材料、新工艺的应用,多相流、多股流板翅式热交换器的优化设计以及工艺计算软件的开发等将是今后的研究发展方向。     

紧凑式换热器性能比较及经济性分析

在与管壳式换热器对比分析的基础上,综合说明了常用紧凑式换热器的结构、性能及应用情况。通过具体的工程案例,对板翅式换热器和热管换热器进行了性能比较及经济性分析,为换热器的投资、选型提供了工程依据。     

板翅式换热器的研究与应用进展

简述了板翅式换热器在设计理论如表面特性及选择、传热和流动分析、计算机辅助工程、结构设计等方面的研究成果。分析讨论了板翅式换热器在制造工艺如真空钎焊工艺、高热流密度的换热表面技术、钛和不锈钢换热器的钎焊工艺等方面的新进展和存在的问题。指出板翅式换热器的技术发展趋势是 :耐高压、高温和耐腐蚀新材料的应用 ,扩散熔合焊和超塑性成型等先进制造工艺的研究 ,多相流传热机理及基于CFD技术的设计新方法的研究等     

板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究

通过空气-水传热试验,对平直翅片的流动传热性能进行了研究。试验结果表明,空气流速2.2~5.6m/s时,翅片间空气侧的对流传热系数为50~141W/(m2·℃),流动摩擦压降为40~90Pa。实现翅片高效换热的空气流速是2.2~3.7m/s,对应的翅片总效率在0.85~0.92。     

封头对板翅式换热器流动及阻力特性的影响

研究了不同Re下3种封头结构对板翅式换热器内部物流分配和阻力分布特性的影响。实验结果表明工业用基本型封头造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,而孔板型封头结构能有效地降低不均匀参数和最大流速比,可极大地改善物流分配的效果,并且随着Re的增大效果越明显;还发现物流分配的不均匀性会导致流动阻力分布更加不均匀。综合研究分析可得封头结构和Re是影响板翅式换热器物流分配和阻力分布特性的重要因素,而错排孔板型封头结构的改善效果最佳。     

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本文把套管换热器的基本原理用于三股流板翅式换热器的传热计算,并作了改进,提出了三股流板翅式换热器的简单而实用的传热计算方法。和其他方法比较表明,本法简单实用,有较高的精确度,完全能满足工程设计的需要。     

LNG汽车冷能回收空调系统

绿色汽车燃料--液化天然气（LNG）具有大量的冷能，将该冷能回收用于汽车空调具有节能和环保的双重意义。为此，针对LNG冷量回收过程中的大温差换热关键技术，提出了带有蓄冷功能的多级冷能回收汽车空调系统，并对该系统进行了模块化数值分析；进而初步研究了空冷器中乙二醇溶液进出口温度及流量对风温的影响。结果表明，板翅换热器出口乙二醇溶液温度在275 K左右，乙二醇溶液流量保持在100 L/h左右较为合适。这为系统中各换热器进出口温度及结构参数的确定，以及进一步开展实验研究提供了可靠的理论依据。     

板翅式换热器模糊优化设计

在板翅式换热器设计中,质量小、压降低及效率高是设计者通常追求的目标,它们之间相互矛盾,是一个多目标问题。应用模糊优化理论,在综合考虑了压降、效率和质量的基础上,设计出了综合技术指标优化的板翅式换热器。     

多股流板翅式换热器的优化设计

研究了多股流板翅式换热器最优设计的问题,建立了以传热面积为目标函数的优化模型,该模型考虑了局部热负荷平衡的问题,同时针对多股流板翅式换热器的优化设计,对有关相平衡模型,传热模型等进行了分析。实例优化计算结果表明,优化设计可使多股流板翅式换热器在满足给定的约束条件下,节约大量的传热面积。优化模型具有概念明确、方法简单的特点。     

斜针翅管强化传热管的数值模拟

采用Fluent软件,以水和柴油为换热对象,利用三维模型对柴油在3种不同规格的直针翅管、30°和45°的斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的温度场、压降及传热性能进行了模拟;并将斜针翅管与光滑管和直针翅管的结果进行比较。模拟结果表明,壳程为柴油时,针翅管的压降为光滑管的1～3倍,总传热系数约是光滑管的1.7～2.7倍;与直针翅管相比,斜针翅管的总传热系数提高约20%;斜针翅能使传热膜的系数增大,压降降低。