蜂窝型蓄热体传热过程热工特性的数值研究

介绍了高温空气燃烧过程中蜂窝型蓄热体的工作原理和损毁原因 ,并建立蓄热体三维非稳态传热数学模型。采用代数雷诺应力模型和修正的速度 -压力耦合算法SIMPLEC ,耦合蓄热体内流体的流动和换热过程 ,用数值计算的方法研究了蜂窝型蓄热体的传热特性和格孔壁面上的应力变化规律。结果表明 :适当降低流过蓄热体的气体流速 ,缩短四通换向阀的切换时间 ,可降低烟气的出口温度 ,提高系统的余热回收率。频繁的蓄热和释热过程变换 ,使蓄热体格孔壁面交替受到拉应力和挤压应力的作用 ,换向时间越短 ,应力交替作用的影响越大 ;流体的流速越大 ,应力变化越大     

蜂窝陶瓷蓄热体的研究现状

综述了高温空气燃烧系统的关键部件之一——蜂窝陶瓷蓄热体的主要发展历程,制备要求以及国内外对蜂窝陶瓷蓄热体热工性能的实验研究和数值模拟现状。可以看出,深入研究蜂窝陶瓷蓄热体的特性对我国发展和应用蓄热式高温空气燃烧技术具有重要意义。     

蜂窝陶瓷在高温空气燃烧技术中的应用

对能源和窑炉热能利用效率现状作了介绍，系统阐述了高温空气燃烧技术原理、特征和关键部件．据此详细论述几种蜂窝陶瓷蓄热体的优缺点。提出可用的几种陶瓷材料和分别介绍了高温空气燃烧技术的具体应用.     

管壳式换热器流体流动与耦合传热的数值模拟

结合化工行业中使用的某型号管壳式换热器的结构图和工艺参数,对换热器的结构进行了合理的简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。在ANSYS FLUENT14.0数值模拟软件中对换热器的流体流动以及耦合传热进行了数值模拟,得到管程和壳程流体的流速分布、压降情况、温度场变化的细节信息。该工作对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

蜂窝夹套传热性能的数值分析

利用 FLUENT 软件对蜂窝夹套内流体的传热进行了计算分析,将模拟所得水出口温度及夹套传热系数与实验值进行了比较,结果表明两者的变化趋势一致,误差较小.并得到蜂窝夹套传热面积设计所用的给热系数的估算式,可以应用于工程设计.     

SCV耦合传热特性实验研究与数值模拟

浸没燃烧式汽化器（SCV）是液化天然气（LNG）接收站中一种必不可少的换热设备,主要通过水浴系统作为中间介质实现烟气与LNG之间的热量传递。搭建一套完整的SCV流动换热实验平台,对其内部复杂的传热特性进行研究。可视化实验结果揭示了汽化器内部一些独特的流体动力学现象（局部水浴结冰等）,同时通过建立的气液两相混合物与跨临界LNG耦合传热计算模型得到了换热管束内外局部流体温度和局部传热系数分布曲线,并分析了LNG进口压力、LNG入口速度、初始水位高度以及烟气进气量对NG出口温度和水浴温度的影响规律。研究成果能够为SCV国产化设计提供重要参考。     

莫来石蜂窝陶瓷的阻力特性

本文以实验为基础,通过搭建的蜂窝陶瓷蓄热体阻力特性实验台,对莫来石蜂窝陶瓷的阻力特性进行了实验研究。研究表明:蜂窝陶瓷的阻力损失随蓄热体长度增加而增大,随孔隙率增加而减小;在蜂窝陶瓷的长度一定时,其阻力损失随雷诺数增加而增大,随气体流速增加而增大。根据实验数据得到了蜂窝陶瓷蓄热体摩擦阻力系数实验关联式,为煤矿乏风氧化装置的设计提供了数据支持。     

陶瓷颗粒堆积床内的流动特性数值模拟分析

针对化工生产过程中需要根据堆积床的流动特性来对反应器进行设计优化,提出了采用离散元素方法(DEM)和计算流体动力学(CFD)耦合方法,研究了不同物料流速下管径-粒径比为6.33(符合高管径-粒径比D/d>4)的堆积床反应器内部流动特性.通过数值模拟空隙率、压降、压力、流速、流线分布规律,并与常用经验方法结果相对比,验证...     

堇青石蜂窝陶瓷热膨胀特性的研究

汽车尾气净化器用蜂窝陶瓷载体对材料的抗热冲击性能要求很高,要求材料具有特别低的热膨胀系数。本文通过对堇青石陶瓷的平均热膨胀系数及微观热膨胀系数的分析,研究了堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀特性。     

工业窑炉蓄热式换热器用莫来石质蜂窝陶瓷的研制

以高铝矾土、粘土、莫来石为主要原料 ,添加适量硅线石、红柱石和蓝晶石 ,用挤出成型法制备了蜂窝陶瓷。利用TG -DTA分析了在烧成过程中所发生的物理化学变化 ;X射线衍射分析结果表明 ,材料的主晶相为莫来石。     

碳化硅泡沫陶瓷空气吸热器性能数值模拟

基于Dymola软件平台,建立了以碳化硅泡沫陶瓷为吸热体的塔式太阳能热发电用空气吸热器一维动态仿真模型。模型结合了Rosseland辐射传递方程,并考虑了空气物性随温度及压强的变化。使用Modelica语言编写程序,并由该语言对代数微分方程自动求解。通过分析仿真结果,剖析空气吸热器工作过程的传热特性,得出投入辐射能热通量、吸热体厚度、平均孔径等参数对空气、吸热体温度及系统达到稳定所需时间的影响,为该类空气吸热器的设计提供了理论依据。     

扩缩方孔蜂窝蓄热体强化传热的数值模拟

为提高烟气余热回收率,提出一种扩缩方孔蜂窝蓄热体,通过用户自定义函数(UDF)实现烟气和空气周期切换时流体种类和进口速度、温度等参数的改变,基于ANSYS Fluent软件建立了新型蓄热体的三维非稳态传热数值模型。通过比较模型预测值与文献实验值进行了模型验证。利用模型研究了新型蓄热体方孔扩缩角、扩缩节距和总长度对其传热和流阻性能的影响。通过温度云图分析了扩缩通道强化蓄热体性能的机理。结果表明,缩放通道能有效提高蜂窝蓄热体的传热性能,在压力损失增加不多的前提下,蓄热体效能最多提高约5个百分点。扩缩方孔蜂窝蓄热体长度越长,其传热性能越好;对于一定长度的新型蓄热体,扩缩节距(或扩缩角)不变时,蓄热体传热性能随扩缩角(或节距)增大而增强。扩缩角过大时,新型蓄热体流动阻力很大,综合性能不佳。     

蜂窝状水凝胶吸附床传热传质特性数值模拟及验证

对PAM-LiCl水凝胶复合吸附剂进行了吸附特性实验研究,基于D-A方程拟合其特性曲线,建立了该凝胶蜂窝吸附床的三维数学模型,用COMSOL软件完成了吸附床干燥/湿润工况下的动态吸/脱附过程模拟,结合实验完成该数学模型的验证,最终实现吸附床结构的优化。研究表明,蜂窝结构大幅提升了吸附床的吸/脱附性能。吸附速率与蜂窝传质通道的孔隙度呈正相关;总吸水量先增大后减小,当孔隙度为20%时,总吸水量最大。吸附床的吸附量随吸附床厚度的增大而降低。当空气流速低于3.6 m/s时,提高空气流速能显著增强吸附床的吸附性能。蜂窝吸附床解吸性能良好,在60℃ & RH10%的热空气中可实现完全解吸。     

管壳式换热器壳程流体流动与换热的数值模拟

为了研究纵向多螺旋流管壳式换热器壳程流体湍流流动与换热的工作机理,文中利用FLUENT软件,在壳程流体流速设定值不断改变的情况下,对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与换热进行了三维数值模拟。得到了多螺旋流管壳式换热器在不同的壳程流体流速下的温度场、速度场、质点迹线图、壳程传热膜系数分布图等。根据模拟得到的结果,从多个方面对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果与实验结果进行了比较,二者误差约在±11%以内,吻合良好。     

新型板壳式换热器壳程流动与换热的数值模拟

提出一种新型的板壳式换热器,建立2种不同板束截面形式的换热器模型,利用FLUENT软件对壳程流体的流动和换热进行数值模拟,从多个方面对板壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果表明,由于换热板片特殊的蜂窝结构,靠近板片壁面的流体产生了明显的周期性波浪式流动,这种流动加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,起到了壳程强化传热的效果。对于2种不同截面形式的换热器,圆形截面形式的换热器壳程空间利用率较高,流体流动充分,热交换效果更好,在同流量下,其壳程对流换热系数比方形截面形式的高35%—40%,压降高17%—19%,单位压降下的壳程对流换热系数高15%—19%。该数值模拟结果对板壳式换热器的研究具有一定的理论意义和工程实用价值。