地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。     

管式间接蒸发冷却（火用）分析

采用湿空气火用理论分析方法分析管式间接蒸发器的（火用）效率,探索了一次空气进风温度、二次空气相对温度、二次空气与一次空气风速之比、管径以及管间距等参数对管式间接蒸发冷却器火用效率的影响．结果表明,管式问接蒸发器火用效率随一次空气进风温度提高而降低,随二次空气进口相对湿度提高而提高,随二／一次空气风速比增加而降低．当管径20mm,管间距10mm时,火用效率较大．     

变截面管混合管束模型及关联式

根据流体力学和传热学基本理论,建立了无折流板（杆）变截面管混合管束纵向流管壳式换热器管程理论计算较通用模型.通过实验测得的数据,利用回归法得出了管程传热膜系数和阻力系数的关联式,最后得到变截面管管程传热和压降计算式.     

不同体系对流传热膜系数测定的实验研究

选用牛顿冷却定律作为对流传热实验的测试原理,通过建立不同体系的传热系统,即水蒸汽—空气传热系统、乙醇水溶液蒸汽—空气传热系统,分别对普通管换热器和强化管换热器进行了强制对流传热实验研究。确定了在相应条件下冷流体对流传热膜系数的关联式。普通管换热器对流传热膜系数的关联式:Nu=0.01473Re0.61Pr0.4;强化管换热器对流传热膜系数的关联式:Nu=0.0251Re0.821Pr0.4;其计算值与实验结果符合良好。此实验方法可以测出蒸汽冷凝膜系数和管内对流传热系数。     

压电效应与电磁效应的相似性研究

从机、电、磁系统的主效应与交叉效应的角度,压电场基本方程组和电磁场基本方程组的角度,机电耦合波与电磁耦合波的角度,压电效应与电磁效应应用领域的角度,进行了压电效应与电磁效应的相似性研究。结果表明压电效应与电磁效应都具有双向可逆效应,都存在着二次、三次等多次感生效应,为多次压电效应理论与应用的进一步研究探索出一条新的途径。     

串联补燃型吸收式换热机组最大供热能力分析

为进一步降低供热热力站一次侧的回水温度,增大供热量,采用串联补燃型吸收式换热机组代替常规单段吸收式换热机组.在仅考虑可行性传热端差的技术制约条件下,通过分析串联补燃型吸收式换热机组内各传热部件的热力循环过程及传热过程,建立机组的数学模型并采用迭代的数值方法进行求解,定量分析了在满足换热站设计要求的一次侧供水温度,二次侧供、回水温度条件下,一次侧回水最低温度、机组最大供热能力以及机组内换热量的分配规律.研究结果表明:在一次侧供水温度为110℃,二次侧供、回水温度为60/45℃时,串联补燃型吸收式换热机组的一次侧回水最低温度为22℃,管网输送能力是传统110/60℃水-水板式换热器的1.76倍,供热量是传统水-水板式换热器的2倍;对于常规单段吸收式换热机组而言,一次侧和二次侧的供水温度对其扩大系数基本没有影响,其值约为1.5.在一次侧供水温度为100℃,二次侧供、回水温度为69℃/54℃时,补燃型吸收式换热机组的扩大系数最大约为3.3.     

水在波纹板间结冰过程的数值模拟

在空调新风机组中采用空气一水板式换热器代替翅片管式换热器,可防止我国三北地区由于采暖初期与末期热媒的温度偏低,翅片管式换热器加热0℃以下的空气时易结冰,影响正常工作的现象发生.空气一水波纹板式换热器利用波纹板片之间形成三维复杂流道,流体以较小的流速在其间流动就可形成湍流,湍流的形成带来剧烈的能量掺混可有效防止冰层在波纹表面的形成.利用FLUENT软件Solidification/Melting模型分别模拟了静态水与动态水在波纹板间的三维结冰过程,揭示了波纹板式换热器的波纹板片流道结构形式可有效防止流水结冰现象的发生,为相关产品的开发与优化提供依据.     

二次再热机组烟气余热利用与抽汽参数优化研究

对某1 000 MW二次再热机组应用遗传算法进行余热利用和抽汽的整体优化。余热利用方式选择两种:方案1,低压回热加热器之间引入低温烟水换热器;方案2,采用空气预热器分级布置,在水侧高温烟水换热器与1~#高压加热器并联在烟气侧高温烟水换热器与高温空气预热器并联,出口烟气汇合后进入低温空气预热器。结果表明,机组在余热利用后对最佳抽汽口位置有很大影响;采用方案2整体优化后发电功率增加最明显,可以使机组发电功率增大21 170 kW,发电效率比单独优化提升明显。此外,研究表明,在锅炉烟气余热利用时需要余热和回热同步优化。     

立式喷淋室内气-水逆流热湿交换的唯象研究

针对湿空气与喷淋水传热传质的问题,在唯象模型和实验分析上做了一些研究。首先以不可逆热力学理论为基础,建立了描述系统内部传热传质的唯象模型。其次针对不同温度下的入口喷淋水和空气影响规律,运用唯象方程组进行分析,发现在本实验的研究条件下,基于唯象模型的推动力研究与实际工程的参数变化趋势基本吻合,说明该理论模型基本可靠,可用于分析湿空气与喷淋水的传热传质研究。     

地铁专用间接蒸发冷却器布水方式优化

为了解决常规间接蒸发冷却器由于表面水膜均匀性、完整性差而导致换热效率低的问题,提出了两侧旋转布水间接蒸发冷却器,进行了3种布置方式下的换热性能实验,运用正交实验对影响换热器性能的因素进行研究,研究表明:开孔正对气流方向时换热器换热性能最佳,且旋转布水装置存在最佳转速76 r/min,喷水量、空气流速、冷却水流量、冷却水进口温度的增加使换热器的换热量增大,喷水温度、空气温度的升高使换热器的换热量减少,其中冷却水进口温度的改变对换热性能的影响最为显著,温度由35℃上升到39℃时,换热量提高37.62％,单位面积换热量为1.14 kW,该换热器可安装于地下车站排风坑道内,可有效地解决地铁站冷却塔安装位置难题.     

导热油换热器预热煤粉气流的试验研究

提出在煤粉进入燃烧室之前对煤粉气流进行预热处理的新型工艺,减轻一次风对炉膛的冷却效应,加速煤粉燃烧. 设计采用导热油预热煤粉气流的带翅板管壳式换热器,搭建中试规模试验台,通过实验研究油温、油质量流量、风温、风速、煤风质量比对系统换热特性及试验台阻力特性的影响. 试验结果验证了该换热器采用导热油来预热一次风煤粉气流的技术可行性,提出的新型预热工艺具有环保节能的现实意义. 试验结果表明,当煤风质量比为0.15时,190 ℃的导热油可以将煤粉气流从58.4 ℃预热到113 ℃以上. 提出的预热工艺有利于改善煤粉气流的着火性能,促进煤粉锅炉的低负荷稳燃.     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

主动式冷梁热工性能仿真模型及实验验证

以无限空间射流理论和表冷器换热理论为基础，对主动式冷梁的工作原理进行了分析。在假设条件下，建立了诱导送风模型和干工况表冷器换热模型。结合这两种模型，最终建立了主动式冷梁工作模型。在设定的5种静压箱静压值下，对主动式冷梁样品的一次风量、二次风量、水侧换热量等热工参数进行测试。选取诱导比和制冷量两个表征冷梁性能的参数作为标准，对模型理论值与样品实际值进行了一致性与差异性分析，验证了所构建的主动式冷梁模型。     

喷流换热的研究

本文叙述了对比性试验、冷态模拟试验及热态试验的结果,证明喷流换热器具有综合传热系数大、空气预热温度高、辐射筒内壁温度低、结构简单及操作方便等优点,是新型高效率的换热设备。     

板式蒸发式冷凝器热质传递的简化计算

板式蒸发式冷凝器是在蒸发式冷凝器和板式换热器的基础上发展起来的,兼有两者的优势.文中提出了一种用于计算蒸发式冷凝器气-液界面的温度和蒸发量的简化算法,进而对影响蒸发式冷凝器性能的参数进行了分析.结果显示,高的空气流速导致低的界面温度和高的蒸发量,强化了换热效果,并得到了空气通道内温度和含湿量的分布曲面;当相对湿度保持不变而增大空气温度时,蒸发量随之下降,与此同时界面温度线性上升.     

间接蒸发冷却用气水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气-水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数.     

套管式换热器注气强化传热数值模拟

为研究注气技术强化换热的效果,采用混合模型建立了立式套管式换热器的数学模型,对不同流动状态下的注气强化换热过程进行数值模拟,基于努塞尔数对强化换热性能进行评价,比较了不同流动状态下注气速度对换热器的速度场、温度场和压降的影响。结果表明,注入气泡能够促进流场产生垂直于壁面方向的运动,提高努塞尔数并降低压降,改善了换热器的换热性能;层流时强化换热效果最好,努塞尔数最大提升102%;过渡流和湍流状态下,气泡流速大小对努塞尔数和压降变化无明显影响。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。