管内经对流换热的热力经济性分析

鉴于管内换热和阻力同步增长的事实,依据Ｗｅｂｂ指标对管内强化对流换热方式下传热和流阻的综合热力性能进行了推导,得到了热力性能指标Ｑ／Ｑｓ、Ｐ／Ｐｓ和Ｆ／Ｆ与管内对流换热努氏数Ｎｕ和管内阻力系数λ之间的函数关系式。在此基础上,对螺旋槽管强化管内换热的热力性能进行了分析。     

三维双侧水平强化管R245fa凝结换热性能试验

由于制冷剂R11和R123对臭氧层有破坏作用,为完成环保新工质R245fa对R11和R123的替代工作,对R245fa在内螺纹外斜翅片的三维双侧强化管外的凝结换热性能进行试验。数据处理过程中,采用Wilson图解法获得管内水侧对流换热系数及其计算关联式,再利用热阻分离法获得管外凝结换热系数。研究表明:试验中管内对流换热系数高于管外冷凝换热系数,所以管外侧的传热热阻是占据主导地位的传热热阻;相对于光管,R245fa在三维双侧强化管管内换热强化换热倍率为3.58,管外强化换热倍率为2.48;对实验数据进行拟合,得到管外换热系数的变化规律和凝结换热关联式。     

扭带强化管内单相对流换热的研究进展

能源与材料费用的不断增长推进了高效节能换热器的发展.在管壳式换热器中,为强化管内单相对流换热并有效清除污垢,制造工艺简单、拆装维修方便的管内插入物-扭带被广泛应用.介绍了多种扭带的结构和特点,分析了扭带强化管内单相对流换热的机理.从连续扭带、闻隔扭带、异型扭带、清洗扭带和复合强化技术五个方面,对扭带强化管内单相对流换热...     

两种三维双侧强化管管外R245fa凝结换热的实验对比

为研究环保制冷剂R245fa在水平强化管外凝结换热特性及表面结构对管内外换热性能的影响,分别对三维齿结构低肋管(A管)和斜翅管(B管)进行管外凝结换热实验。在数据处理方法上,采用Wilson-Gnielinski图解法获得管内水侧对流换热系数及其计算关联式,再利用热阻分离法获得管外凝结换热系数。实验结果分析得出A管和B管的管内换热系数强化倍率分别为2.04和2.98,管外强化倍率分别为1.77～1.94,1.87～2.14,B管管内外换热性能都优于A管,造成两种强化管内外换热性能差异的主要因素是强化管内的螺纹高度和管外翅化比。     

三维波纹板强化换热实验研究

对插入管内的三维波纹板、Z型带在高温低速换热条件下的强化换热进行了实验研究。除研究对流换热外,还尝试建立一种假想计算模型,将插入物对管壁的辐射换热量从总换热量中分离出来。计算得出:当气流平均温度为550K,R_e为2100时,辐射热占总热交换量的22％。补充和完善了通常的对流换热准则方程,并设计了三维波纹板。     

管内强化换热元件综合热力性能分析及评价

针对强化换热元件的综合热力性能分析和评价问题,基于过程熵产分析的统一分析方法建立了管内综合热力性能分析方程,并以管内强化传热介绍了其应用。结果表明：该方法物理意义明确,简单易用,依据其不仅可通过参数分析获得各种方式的能量综合利用效果,而且还可依据其确定合理的流动工况参数、结构参数和合理的强化形式。图7参6     

电场和螺旋线圈复合强化管内强制对流的实验

对管内油的层流流动换热采用内插螺旋线圈和外加高压电场两种强化技术进行了复合强化换热实验研究,实验结果发现,内插螺旋线圈强化管可以强化层流对流换热大约一倍左右;同时采用高压电场强化换热技术后,换热强化率可以再提高4倍左右;油温、流速对换热强化率没有显著影响,换热强化特性基本取决于外加高压电场。     

进口轴向叶片旋流器管内阻力和换热的研究

对进口轴向叶片旋流器管内阻力和换热特性进行了试验研究,分析了管内Ｒｅ数,试验段长径比以及旋顺结构参数对管内阻力 和换热的影响。得到了管内阻力和传热准则关联工,并对旋流器强化管内换热的热力性能进行了定量分析。     

强化传热管束狭窄空间内R_11的沸腾换热特性

对紧凑型滚压面传热管管束狭窄空间内R－11的沸腾强化换热进行了实验研究,确认了由紧凑型滚压强化管束组成的满液式蒸发换热器具有良好的换热性能。其原理是利用强化传热管管束狭窄空间提前从自然对流换热转换为旺盛核沸腾换热,实验结果确认了管束形成的狭窄空间和强化传热面两种强化技术对沸腾换热的强化效果不能简单叠加。     

管内填充多孔介质强化换热的数值研究

管内填充多孔介质强化换热的基本原理是构造热边界层,增大壁面附近流体的温度梯度,并且流动阻力增幅不大。本文运用数值模拟的方法,模拟填充多孔介质管内的流场和温度场,探讨填充比例φ、渗透率Da以及空隙率ε对管内对流换热的影响规律。研究表明,提高填充比例φ和减小渗透率Da都能明显提高换热效果,但也增加了管内流动阻力。空隙率ε对强化换热作用不大,但高空隙率可以明显降低管内流动阻力,在实际中应选用空隙率较大的多孔介质。     

船用增压锅炉的炉膛对流传热计算

由于增压锅炉燃烧压力的提高,强化了对流传热,如果仍按常压燃烧锅炉炉膛热力计算,忽略对流传热,将直接影响增压锅炉炉膛热力计算的准确性。文中对增压锅炉与常压燃烧锅炉炉膛特性参数进行了比较,对前苏联增压锅炉的试验数据进行了分析探讨,指出了增压锅炉炉膛对流传热的影响因素。同时提出增压锅炉炉膛传热计算应将辐射与对流传热分开计算,给出了适用于增压锅炉炉膛对流传热的计算公式,并进行了实例计算分析,与前苏联增压锅炉试验的计算数据结果相近。对于完善增压锅炉的炉膛热力计算具有一定的理论和实际指导意义。     

多管程微通道冷凝器热力性能计算方法

多管程平行流微通道冷凝器的管程设计方案对换热器管内热力性能影响较大。但目前一直尚未有对其管内换热系数和压降进行理论预测的较为简单可行方法。本文针对各管程工质流量可变,平均干度可变的多管程平行流冷凝器管内热力参数提出一种分程计算方法：在假设管壁温度不变及同管程内流量均匀分配的前提下,采用了Koyama与Wang冷凝换热模型,以及Zhang和Koyama提出的摩擦压降模型,建立了壁温与热流量之间的关系式,通过迭代求得管内平均换热系数和压降的理论值。以一个商用R134a、流程分配为12-8-8-6微通道冷凝器作为示例,用理论和实验方法分别得到了其管内冷凝平均换热系数和压降。结果表明,二者的偏差均落在30%以内。其中Koyama和Zhang 提出的模型预测偏差较小,分别为-4.96%~11.31%,0.42%~25.14%。     

辐射通道一维稳态温度场数值模拟

为得到辐射对流通道中的温度分布,依据能量守恒原理,建立了辐射、对流非线性边界条件下圆形管壁与管内空气的传热数学模型,提出了管壁温度、管内冷却空气温度一维稳态换热有限差分求解方法,其中辐射换热计算采用基于辐射传递系数的蒙特卡罗法。分析了相关参数对辐射通道温度分布的影响,所研究的参数包括辐射器表面温度、管道长度与半径比、管内冷却空气流速等。计算结果表明：辐射器表面温度是影响辐射通道最高温度的主要因素。此方法可为辐射通道精细的热工特性计算提供温度场数据。     

管内复合强化传热技术及机理分析

文中对管内强化传热及复合强化传热技术进行了在紊流流动下的阻力和传热特性分析,并给出了几种复合强化传热技术的试验研究结果。提出了螺旋槽带中插入旋向相反的部分管长扭带是行之有效,效果明显的复合强化传热技术。     

Exergy transfer analysis of convection heat transfer

In this paper, based on the fundamentals of thermodynamics and heat transfer, an analysis is made of the exergy transfer of convection heat transfer. Some exergy transfer differential equations are derived under constant thermophysical property and uncompressible laminar flow in the convection heat transfer process. Taking one‐ and two‐dimensional convection heat transfer as examples, respectively, the exergy functions are solved and calculated. Their results agree well with those results from thermodynamic analysis. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 36(2): 66–73, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20146     

滴状翅片管传热及阻力特性的试验研究

对滴状翅片管的传热及阻力性能进行了试验,给出了不同风速、温度下的试验结果。探讨了对流换热系数的分离方法。依据实测的数据,将管外空气横掠管簇的对流换热系数从传热系数中分离了出来。对管外的对流换热特性、阻力特性进行了分析研究,并整理成了无量纲准则式。试验表明滴状翅片管的阻力较小,试件性能达到国际先进水平。     

Thermal performance of a single-row fin-and-tube heat exchanger

Experiments were carried out to study the heat transfer characteristics of a single-row aluminum fin-and-tube crossflow heat exchanger with an emphasis in the regime of low flow rate of the in-tube fluid. The Chilton-Colburn analogy, in conjunction with the least-squares power-law technique, was used to correlate experimental data. Both air- and water-side heat transfer correlations were developed in the form of the Nusselt numbers as a function of Reynolds and Prandtl numbers. The experimental observations are quantitatively compared to the predictions of correlations available in the published literature. Different transfer mechanisms were found to be operative in the ranges of water-side Reynolds numbers based on the hydraulic diameter. In a range of Reynolds number from 1,200 to 6,000, the water-side thermal resistance accounts for less than ten percent of the overall thermal resistance. The dominant thermal resistance is always on the air-side. On the other hand, the thermal resistance of water-side is nearly equal to that of air-side in a Reynolds number range from 500 to 1,200.     

Cooling Augmentation with Microchanneled Structures

Experiments were conducted to investigate the heat transfer characteristics and cooling performance of subcooled liquid, water, flowing through rectangular cross-section microchanneled structures machined on a stainless steel plate. Heat transfer or flow mode transition was observed when the heating rate or wall temperature was increased. This transition was found to be suggestively induced by the variation in liquid thermophysical properties due to the significant rise of liquid temperature in the microstructures. The influence of such parameters as liquid velocity, subcooling, property variation, and microchannel geometric configuration on the heat transfer behavior, cooling performance and the heat transfer and liquid flow mode transition were also investigated. The experiments indicated that both slngle-phase forced convection and flow boiling characteristics were quite different from those in normal-sized tubes and the heat transfer was obviously intensified.