带浸没管的惰性粒子振动流化床传热特性

采用带浸没加热管的惰性粒子振动流化床对膏状物料干燥进行了实验研究。考察了加料速率、进气温度、进气速度、加热管功率、振动强度等参数对床温和体积传热系数的影响,得出了计算体积传热系数的关联式。结果表明,在流化床中增设振动和浸没加热管装置,能大大强化传热传质,体积传热系数随加料量、振动强度、加热管功率、进风速度的增加而增大,随进气温度的增加而减小。其结果对惰性粒子流化床干燥器的设计和改进具有重要的指导意义。     

内置加热管的振动流化床中污泥干燥传热特性

采用内置加热管的振动流化床对污泥进行了干燥实验,考察了流化气速、进气温度、振动频率和内加热功率对污泥干燥传热特性的影响,分析了体积传热系数的变化规律。结果表明,适度提高流化气速、进气温度、振动频率和内加热功率,有利于提高体积传热系数,降低污泥湿含量。根据实验数据拟合出了体积传热系数的经验公式,可将误差控制在30%以内。结论为污泥干燥的设计和操作提供实验依据。     

柱形流化床传热特性的数值模拟

对Shedid等搭建的圆柱体流化床采用欧拉?欧拉法进行三维数值模拟,考察了颗粒球形度、表观进气速度和床料初始堆积高度对流化床内垂直加热壁面与流动床料之间对流传热特性的影响,采用有效导热系数分别计算气相和固相的对流传热系数。结果表明,随表观进气速度增大,流化床内颗粒物料湍流运动加剧,加热壁面平均温度和流体平均温度下降,壁面流体间传热平均温度差减小,壁面流体间对流传热系数增大;随初始床料高度增加,流化床内颗粒与加热壁面的接触面积增大,导致固相平均对流传热系数增大。     

惰性粒子振动流化床中膏状物料干燥

报道了采用带浸没加热管的惰性粒子振动流化床干燥膏状物料的实验研究结果。考察了加料速率、振动条件、进气温度、进气速度、加热管功率等参数对干燥过程的影响,提出采用体积传热系数来评价干燥器传热性能,并得出了计算体积传热系数的准数关联式。结果表明,在流化床中增设振动和浸没加热管装置,能大大强化传热、传质,干燥器热效率达60%,干燥强度超过300 kg·m^-3·h^-1,体积传热系数可达25 kW·m^-3·K^-1,激光粒度分析仪的测定结果表明产品的粒度分布范围较窄,该流化床干燥可以直接得到平均粒径为0.35 μm、比表面积为5.024 m²·g^-1的粉状产品。     

竖直圆管内超临界甲烷冷却换热数值模拟

应用Lam-Bremhorst低雷诺数湍流模型对超临界甲烷在竖直管内的冷却传热进行了数值模拟,研究了质量流量、热通量、流动方向及密度变化对传热系数的影响。结果表明,竖直圆管内超临界甲烷冷却传热系数随质量流量的增加而增加;在似气体区传热系数随热通量的增大而增加,而在似液体区热通量对传热系数几乎没有影响;流动方向在似气体区对传热系数几乎没有影响,而在似液体区上升流的传热系数大于下降流的传热系数;密度变化在似气体区使传热系数增加,而在似液体区使上升流的传热系数增加,使下降流的传热系数减小。     

沉浸式汽化器壳程流体传热实验与数值模拟

沉浸式汽化器广泛应用于LNG接收站调峰系统,其中壳程水浴流动传热特性是影响汽化器换热效率的关键因素。为此,利用可视化实验研究与数值模拟两种手段研究了初始水位高度、烟气进气量和进气温度对水浴传热系数的影响规律。研究结果表明:壳程水浴能够吸收烟气携带的显热和水蒸汽冷凝释放的潜热,排烟温度与水浴平衡温度基本相当;水浴在大量换热气泡诱导作用下,通过围堰溢流形成的循环水流能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用;初始水位高度和进气量匹配关系影响水浴溢流情况,溢流后水浴传热系数明显增加;燃料量和空气量配比情况影响烟气温度和水浴湍流动能,水浴湍流动能较小时,即使烟气进气温度增加水浴传热系数反而减小。本研究可以为沉浸式汽化器的设计提供参考。     

沉浸式汽化器壳程流体传热实验与数值模拟

沉浸式汽化器广泛应用于LNG接收站调峰系统,其中壳程水浴流动传热特性是影响汽化器换热效率的关键因素。为此,利用可视化实验研究与数值模拟两种手段研究了初始水位高度、烟气进气量和进气温度对水浴传热系数的影响规律。研究结果表明：壳程水浴能够吸收烟气携带的显热和水蒸汽冷凝释放的潜热,排烟温度与水浴平衡温度基本相当;水浴在大量换热气泡诱导作用下,通过围堰溢流形成的循环水流能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用;初始水位高度和进气量匹配关系影响水浴溢流情况,溢流后水浴传热系数明显增加;燃料量和空气量配比情况影响烟气温度和水浴湍流动能,水浴湍流动能较小时,即使烟气进气温度增加水浴传热系数反而减小。本研究可以为沉浸式汽化器的设计提供参考。     

浆池传热的实验研究

在模拟浆池中,由于传热过程和传质过程的相似,通过对温度场分布的研究,掌握浆池中的传热传质状况。通过对实验结果的分析,得出加强浆池中氧化空气与浆液之间的传热传质的措施有助于提高搅拌速度;布置更多的空气分布喷嘴,使得产生的气泡个数增加而体积减小;适当增加喷嘴的总面积,降低空气鼓出的速度。另外,对于实验中的浆池,提出了一个传热系数的拟合公式。     

惰性粒子流化床干燥器干燥硫酸镁的实验研究

用惰性粒子流化床干燥器对硫酸镁溶液进行干燥。考察了分布板开孔率、惰性粒子直径与装填量、加料量、气体流量、进气温度等操作参数对干燥过程的影响 ,得出了实验条件下的干燥速率、体积传热系数和热效率 ,为工程设计和生产操作提供了参考     

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明：气相体积传质系数k_ya_e、体积传热系数(Ua)_s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时k_ya_e和(Ua)_s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。     

空气-石蜡直接接触换热特性实验研究

在间壁式换热器中石蜡因为其热导率低影响了蓄热系统的换热速率,采用石蜡与空气直接接触换热可大幅提高蓄热系统的换热速率。把常温的空气通过气体分布器注入熔融状态的石蜡（100~150℃）中,具体考察了表观气速、静液位高度和传热温差等参数对石蜡-空气鼓泡换热中体积传热系数与气含率的影响。实验结果表明,随着表观气速的增大,体积传热系数与气含率随之增大,并且对于气含率,在较低的表观气速下的增长速率更快;在实验条件下,增加静液位高度都只会导致体积传热系数与气含率的降低,而改变气液温差对体积传热系数的影响不甚明显。根据实验结果获得了石蜡与空气直接接触换热的体积Nusselt数经验关联式。     

四丁基溴化铵包络化合物浆在铜管内的对流传热特性

四丁基溴化铵（TBAB）包络化合物浆是在常压下由TBAB水溶液被冷却到0～12℃时生成的，是一种理想的冷量输送和蓄冷媒体，以固液两相悬浊液的形式存在。作为冷量传输媒体，由于存在相变过程，其冷量传输密度远高于相同温差下的冷水。另一方面，TBAB包络化合物浆具有良好的流动性，可以像液态水一样方便地通过泵和管道系统输送。因此，在中央空调及区域集中供冷系统中具有很好的节能应用前景。本文研究了TBAB包络化合物浆在水平铜管内的传热特性。在定热流边界条件及不同Reynolds数下测量并分析了对流换热系数。实验中发现固相粒子的扰动和表观黏性的下降都能破坏或拉薄包络化合物浆流动的动量边界层，结果导致了传热系数的提高。在不同的Reynolds数下固相含量（Φ）对Nusselt数的影响很微弱。通过与文献的比较发现，本文所测取的包络化合物浆Nusselt数均高于冰浆甚至单相水。最后获得了Nu与Re之间的实验关联式。     

相变微胶囊悬浮液储能系统放冷特性实验研究

利用相变材料定温储能特性,搭建了以水为换热流体、相变微胶囊（MPCM）悬浮液为储能介质的潜热储能系统。采用放冷速率、相变完成率、单位体积放冷量和对流传热系数表征实验系统的放冷特性,通过该潜热储能系统与以纯水为工作介质的显热储能系统的对比,分析了循环水体积流量以及搅拌速率对系统放冷性能的影响。结果表明：MPCM主要在17~19℃范围内发生相变,当悬浮液温度到达20℃时,其相变完成率接近90%;增大循环水流量可以提高放冷速率,循环水体积流量为6 L·min^-1时,MPCM悬浮液的放冷速率在相变区间最高可达1.52 kW,相较于显热储能系统提升了70%;在0~200 r·min^-1的范围内,增大搅拌速率可增大MPCM悬浮液的单位体积放冷量和对流传热系数,搅拌速率为200 r·min^-1时,MPCM悬浮液的单位体积放冷量和对流传热系数分别为73.86 MJ·m^-3和2176 W·m^-2·K^-1,比显热储能系统分别高1.66倍和1.87倍。     

惰性粒子流化床中的悬浮液干燥

用惰性粒子流化床干燥器对混凝土外加剂等5种物料进行了干燥实验研究，提出了计算体积传热系数的关联式．实验结果表明，由于惰性粒子的存在，强化了传热传质，体积传热系数可达3000W·m~(-3)·K~(-1)，但是，床层压力降较高．干燥强度（以蒸出水计）可达50～60kg·m~(-3)·h~(-1)，热效率30％～43％，若提高热风进口温度，后两项指标还可提高.     

Comparative Evaluation of Hot-Air and Superheated-Steam Impinging Stream Drying as Novel Alternatives for Paddy Drying

An investigation was conducted on impinging stream drying of moist paddy using hot air and superheated steam as the drying media. Drying experiments were divided into two parts: namely, one-pass and two-pass drying. The volumetric water evaporation rate, volumetric heat transfer coefficient, and specific energy consumption of the drying system at various conditions were assessed; in the case of superheated-steam drying, the effect of steam recycle was also assessed. The quality of dried paddy was evaluated in terms of color, head rice yield, and degree of starch gelatinization. In the case of one-pass drying, an increase in the drying temperature led to a significant increase in the volumetric water evaporation rate and volumetric heat transfer coefficient. On the other hand, in the case of two-pass drying, an increase in the drying temperature led to a significant decrease in the volumetric heat transfer coefficient; the volumetric water evaporation rate was not significantly affected, however. The specific energy consumption decreased with an increase in the drying temperature. At the same temperature, using superheated steam as the drying medium led to lower specific energy consumption; higher level of steam recycle also led to more energy conservation. The color of the dried paddy was not affected by the change in the drying temperature; superheated-steam-dried paddy was redder and more yellow than the hot-air-dried paddy. An increase in the drying temperature led to decreased percentage of head rice yield. Superheated-steam drying helped enhance the level of starch gelatinization in comparison with hot-air drying at the same temperature. Nevertheless, drying at the highest tested temperature led to a lower level of starch gelatinization.     

Transfert de chaleur par contact direct entre deux liquides immiscibles dans un mélangeur-décanteur

It is shown by means of two performance criteria that a mixer-settler combination can successfully be used as a direct contact heat transfer device between two immiscible liquids. This combination was operated under steady-state conditions. The two criteria were a heat transfer efficiency and an overall volumetric heat transfer coefficient. The experimental results show a considerable increase in efficiency and in the overall coefficient with increasing rotational speed of the agitator. These two criteria are also influenced by the ratio of heat flow rates of the two liquids; one particular value of this ratio results in a minimum heat transfer efficiency; at another value the volumetric coefficient passes through a maximum.     

采用填料强化的鼓泡塔直接接触换热性能研究

以正戊烷-水为物系,进行了采用填料强化的鼓泡塔直接接触蒸发换热实验。实验采用顺流操作,考察了分散相流量、温差以及分布器孔径对体积换热系数和汽化高度的影响。实验得出：在戊烷流量为23.868 L/h,分布器孔径为2.5 mm时加填料的鼓泡塔的体积换热系数约为未加填料的2倍;在一定的操作条件下,加填料的鼓泡塔中汽化高度随分散相流量和分布器孔径的增大而增加,随温差的增大而减小;加填料的鼓泡塔中体积换热系数随分散相流量的增加而增加,随分布器孔径的增大而减小,与温差成负幂指数关系。     

添加剂及其对直接接触式相变换热的影响

通过试验对在直接接触式气体水合物系统中非常有效的添加剂在直接接触式冰蓄冷系统中进行了研究 ,发现锌粉对直接接触式相变换热效果最好 ,而丁醇几乎没有效果     

Heat and mass transfer characteristics in a gas-slurry-solid fluidized bed

The gas-slurry-solid fluidized bed is a unique operation where the upward flow of a liquid-solid suspension contacts with the concurrent up-flow of a gas, supporting a bed of coarser particles in a fluidized state. In the present study we measured the gas holdup, the coarse particle holdup, the cylinder-to-slurry heat transfer coefficient, and the cylinder-to-liquid mass transfer coefficient at controlled slurry concentrations. The slurry particles were sieved glass beads of 0.1 mm average diameter and their volumetric fraction was varied at 0, 0.01, 0.05 or 0.1. The slurry and the gas velocities were varied up to about 12 and 15 cm/s, respectively. The coarse particles fluidized were sieved glass beads of average diameters of 3.6 and 5.2 mm. The individual phase-holdup values were measured and served for use in correlating the heat and mass transfer coefficients. The heat and mass transfer coefficients in the slurry flow, gas-slurry transport bed, slurry-solid fluidized bed and gas-slurry-solid fluidized bed operations can be correlated well by dimensionless equations of a unified formula in terms of the Nusselt (Sherwood) number, the Prandtl (Schmidt) number and the specific power group including the energy dissipation rate per unit mass of slurry, with different numerical constants and exponent values, respectively, to the heat and mass transfer coefficients. The presence of an analogy between the heat and mass transfer from the vertically immersed cylinder in these slurry flow, gas-slurry transport bed and gas-slurry-solid fluidized bed systems is suggested.