空气横掠叉排降膜管束的压降特性

建立空气横掠叉排降膜管束的压降测试平台,实验研究工况参数(喷淋密度、入口风速)和结构参数(纵向节径比、横向节径比、管外径)对空气横掠叉排降膜管束的空气侧压降的影响。结果表明:喷淋密度对压降的影响较小,喷淋密度每增大0.02 kg/(m·s),单排管压降仅增大约15%;当入口风速大于3.2 m/s时,部分管束出现表面水膜被强风吹脱的现象,导致实验测量压降大幅增加;相较纵向节径比,横向节径比与管径对压降影响较大,其中横向节径比每减小0.3,平均单排管压降增大约30%。拟合平均单排管压降与喷淋密度、入口风速、纵向节径比、横向节径比及管外径的关系式,拟合误差≤20%。     

水流横掠管束下性能计算经验公式的修正

茹卡乌斯卡斯和Bell-Delaware关于横掠管束性能计算的经验公式,受到横掠管束水流量的实际状态、当前换热器技术、材料水平和制造工艺的影响,在产品设计计算时存在较大的偏差。基于上述经验公式,结合模拟计算和蒸发器测试结果,经过水流量修正和试算法修正后,得到换热和压降计算经验公式的推荐系数,具有较好的计算精度。     

两相热虹吸循环动量模型评价

两相热虹吸管在工业领域应用广泛,其内部工质的流动模拟是热虹吸管设计的主要因素。然而在模拟过程中,存在着两相流模型适用范围有限而自然循环模拟精度要求高的矛盾,因此有必要根据热虹吸特性对现有两相流动量模型进行适用性评价。建立了稳态两相热虹吸循环模型,结合不同工质(水、R113和R600a)的两相热虹吸循环实验数据,分别对4种均相流动量模型和24种分相流动量模型组合(4种分相流摩阻压降模型和6种截面含气率模型组合)进行了计算比较,发现Lorkhart-Martinelli摩阻压降模型结合Tom截面含气率模型的模拟精度最高。利用此模型分析两相热虹吸循环内工质的流动特征,证实了质量流速随着热流密度的增大先增大后减小的规律,并从内部分布参数变化角度给出了新的解释。     

基于十字型天线微波传感器截面含气率测量

为了克服两相流流型对气液两相流含气率的影响, 基于微波技术,设计了基于十字型天线结构的微波传感器。该传感器由水平和竖直双天线组成,可以很好地感应截面上含率值,提高测量准确性。同时对大量的截面含气率模型进行了研究,并参考科学有效的统一评价标准,通过标准装置给出体积含率得到截面含气率的参比真值。利用流动实验数据拟合得到含气率公式,并验证了公式准确性,结果表明传感器测量值与L-M模型具有很好的一致性,微波传感器测量的截面含气率的平均误差在2%以内。     

LNG绕管式换热器壳侧两相流动压降特性的实验研究

为探究LNG绕管式换热器壳侧的两相流动压降特性,本文开展了乙烷/丙烷二元混合工质两相流体在壳侧的压降特性实验研究。其中,乙烷与丙烷摩尔配比包括0∶100、10∶90、30∶70与60∶40,干度工况范围是0.2~1.0,质流密度工况范围是(40~80)kg/(m~2×s)。实验结果表明:壳侧摩擦压降随质流密度和干度的增加而增大,且增长梯度随干度的增加而增大;在干度小于0.4的工况下,壳侧摩擦压降随乙烷摩尔分数的增加而减小;在干度大于0.6的工况下,壳侧摩擦压降随乙烷摩尔分数的增加而增大。     

用探针法在线测量管道气液两相流平均截面含气率

本介绍用探针法测量管道气液两相流平均截面气含气率的可行性分析，依据班可夫变密度模型提出了在线测量的具体方法，给出了光导纤维探针对水一空气两相流和油－空气两相流的测试结果。     

套管双壳程对螺旋折流板换热器传热和阻力特性的影响

利用数值模拟法,通过改变套管双壳程内壳直径探究螺旋折流板换热器传热和阻力特性,获得其(壳侧外直径为250 mm系列的换热器)局部压力、温度及流场分布,同时分析不同内壳程管径对螺旋折流板换热器性能的影响。结果表明:合理的管径设置可以让换热器壳侧总压降最大降低比率达53.2%~55.4%,壳侧传热系数最大提升至4.32%~10.7%,内壳直径为108 mm时换热器的综合性能最好;内壳直径低于某一值(约95 mm)时,壳侧压降增长剧烈,而高于该值时,随着管径的增大,压降波动相对平缓,管径过大或过小均会弱化换热能力;套管双壳程结构虽然能有效改善螺旋折流板换热器性能,但是其管径的设置会舍弃掉部分换热管束,换热管束数量牺牲过多时,限制了换热能力的上限,即最优的管径布置也弥补不了它的换热缺陷。     

深冷文献消息(国内部分)

<正>93101 刺孔膜片式高效管壳换热器的壳方特性研究周理 安福等《化工学报》1992 №5 599~607对强化壳方传热的新技术──刺孔膜片式管束做了实验考核,与传统的弓形折流板管束相比,壳方总压降减小了45%,管束压降减小约84%。而在Re=104时壳方传热系数却提高了14%,比相同条件下缩放管(Ⅱ)型管束高25%,比折流杆管束高88．6%。93102 CO2＋Ar气体保护焊双面成形焊接在集装箱制造中的应用谢品月《焊接技术》 1992 №5 2-593103 水力旋流器固液两相流测试研究戴光清等《流体工程》1992 №10 1~6     

绕管换热器壳侧气相流动实验与数值模拟

搭建了绕管换热器壳侧流动实验平台,并对一个竖直布置的4层绕管式换热器进行了壳侧空气流动实验。与关联式进行对比,包含换热器结构参数的Messa压降关联式,平均绝对偏差12.82%。同时,针对绕管式换热器壳侧几何结构的周期性,利用周期性边界条件,简化了绕管换热器壳侧的几何模型。并应用简化后的三维微元结构对绕管壳侧的传热和压降特性进行了数值模拟。模拟结果与实验较为吻合,压降的平均绝对偏差为16.81%。     

混合冷剂换热器壳侧氮气冷却试验研究

混合冷剂换热器作为天然气液化流程中的关键设备,主要用于冷却/冷凝多级压缩介质(混合冷剂)。针对采用内波外螺纹管/螺旋折流板结构的海水混合冷剂换热器,以氮气作为试验介质,完成壳侧冷却试验,并将试验结果与经典传热关联式计算结果进行对比。结果表明,茹卡乌斯卡斯(Zhukauskas)流体横掠叉排管束平均表面传热系数计算关联式较适合用于计算螺旋折流板换热器壳侧冷却传热系数。研究结果为混合冷剂换热器传热与流动特性的深入研究奠定基础。     

低翅片螺纹管折流杆再沸器流动沸腾性能研究

本文介绍低翅片管流动沸腾传热强化和折流杆流动沸腾两相流压降分析模型，并提出了螺纹管杆流动沸腾的试验结果和曲线。试验表明其压降甚小，而强化传热是光管束的２．７－５．９倍。     

低高宽比矩形微通道中流动沸腾的压降特性

以甲醇为工质,在不同进口温度、质量流率、热流密度和倾角下,对低高宽比矩形微通道中流动沸腾压降特性进行了研究,并分别采用均相模型和分相模型对通道压降进行了计算。通过对比实验结果与计算结果发现,均相模型中两相平均粘度的计算应当采用Dukler公式,用其他计算式时误差较大;利用Lockhart-Martinelli关系式进行的分相模型计算发现,现有C值计算公式,如Chisholm,Leeand Lee,Mishima及Quand Mudawar等,都不能用于预测该实验中低高宽比微通道的两相压降。实验发现当通道中含气率相对较高时,汽液两相间相互作用随x升高而减小,需采用一随质量流率减小而减小的C值计算式。通过实验提出了基于Mishima公式的C值计算式,用该公式得到的计算值与实验结果符合较好,平均相对误差仅为16．9％。     

一种全管束配水的蒸发式冷凝器及其风阻实验研究

全管束配水方式的特点是对每根工艺管单独配水。在喷淋量为0.5~1.2 m3/h,迎面风速为0.5~4.0 m/s下通过实验研究了喷淋水量和迎面风速对全管束配水蒸发式冷凝器管外流动阻力的影响,并与常规集中配水方式进行了对比。结果表明:在顺流及逆流状态下,喷淋量为1.2 m3/h时,全管束配水蒸发式冷凝器管外空气流动阻力比集中配水蒸发式冷凝器,平均减少11.5%及49.7%。当逆流流动时,全管束配水空气流动阻力突增点的迎面风速为3.5 m/s,高于集中配水蒸发式冷凝器。全管束配水蒸发式冷凝器与常规蒸发式冷凝器相比,应用于制冷系统中可节能2%左右。     

扇叶型折流板换热器壳程性能及传热机理的数值模拟

利用数值模拟方法比较分析了扇叶型折流板换热器及螺旋折流板换热器流动传热性能及传热机理。结果表明:两种换热器壳程流动状态相近,流体倾斜于管束流动;扇叶型折流板换热器壳程传热系数和压降大于螺旋折流板换热器;雷诺数2 500—5 500时扇叶型折流板换热器综合性能低于螺旋折流板换热器,当雷诺数大于6 500时扇叶型折流板换热器综合性能略高于螺旋折流板换热器;扇叶型折流板换热器内壳程流体要比螺旋折流板换热器中的壳程流体更早的进入充分发展阶段,导致扇叶型折流板换热性能较高;扇叶型折流板换热器壳程流体流场和温度场协同性优于螺旋折流板换热器,因此前者具有更好的对流传热性能。     

对空冷器管束结构设计、制造、检验问题的探讨

空冷器,又叫空气冷却器,在石油化工和电力行业被广泛地使用。它是以环境空气作为冷却介质,横掠翅片管外,使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的一种高科技工业设备。本文围绕空冷器管束的设计及生产特点特点,探讨相关结构设计、检验、制造等问题。     

垂直上升管内气液两相流动特性的数值模拟

某空间模拟器的液氮制冷系统采用了结构简单、可靠性高、最节能的重力自循环系统.基于气液两相流理论,建立了垂直上升管内液氮气液两相流动的一维均相流模型;数值模拟不同入口压力下的管内压力、质量流量、管壁温度和质量含气率等参量,研究其变化规律.计算结果表明,建立的数学模型能够详细描述重力自循环系统垂直上升管内液氮流动的流体动力特性,为空间模拟器液氮制冷系统的研制提供了重要的基础数据和理论参考依据.     

基于同轴线相位法的两相流含气率测量研究

为了准确测量气液两相流含气率,提出一种同轴线相位差测量方法。利用同轴线传感器,通过测量电磁波经过在同轴线内分布状况不同的气液混合介质后相位差的变化,得到混合介质的含气率。完成了同轴线测量电路及测量传感器的设计,建立了一种含气率测量模型。以气液两相做了室内静态实验,并对垂直管状态下传感器响应和实验结果进行了误差分析。结果表明:相位差输出与含气率呈线性关系;同时,在不同频率下,预测结果和实验结果的相对误差在±5%范围内,说明预测模型准确度较好。     

循环预冷气液两相流压降特性及引射气等效研究

分析了液体运载火箭低温动力系统循环预冷的驱动力,总结了管路内气液两相流动压降的主要计算方法,深入研究不同工况垂直管路上升低温气液两相流压降各组成部分比例情况及影响因素,得到了气液两相流不同气体组分间压降等效转化关系,并利用计算模型与实验数据进行了对比验证,为低温动力系统循环预冷工程应用和仿真分析提供参考。     

含气率对AP1000核主泵影响的非定常分析

为研究含气率对核主泵内部各点压力影响规律及不同泵进口含气率时气体在核主泵内的分布情况,在对核主泵进行水力设计与三维建模基础上,采用CFD技术对核主泵失水事故气液两相流工况进行瞬态数值模拟。通过模拟不同泵进口含气率时核主泵内部流动的瞬态特性,研究泵进口含气率对泵内各点压力的影响规律及气体分布。结果表明,泵进口含气率增大泵内各点压力随之降低;含气率小于0.1时其对监测点压力脉动主频振幅影响不大,且泵内气体聚集现象不明显;含气率大于0.2后监测点压力脉动主频振幅稍有下降,且泵内开始出现明显的气体聚集现象。     

气液两相入流条件下离心泵内部流动诱导特性实验研究

搭建了泵送气液两相流实验台,以比转速n_s=132.2的离心泵为模型进行气液两相入流条件下的流动诱导特性研究,获得了在不同进口含气率下的外特性和压力脉动、振动信号的频谱和概率密度图。研究结果表明:气液两相入流条件下,离心泵在小流量工况时的性能对气体更加敏感;模型泵在入流含气率超过8%以后,性能急剧下降且可测试的工况范围变窄并比较紊乱,能达到的最大入流含气率为10%;气液两相入流条件下,泵出口压力脉动主频仍为叶频,叶频处幅值随着进口含气率的增大而增大,含气率越大低频区的宽频特性越明显;压力脉动信号和振动信号均服从正态分布,随着进口含气率的不断增大,压力脉动的概率密度函数(PDF)幅值逐渐减小而压力幅值跨度逐渐变宽,振动的PDF幅值呈先增大,然后减小,在进口含气率为5%时达到最小(仍大于纯水工况),然后再增大的趋势,两者均可作为流态监测的重要依据。