对流换热可控温差场分布原则

应用火积概念导出了对流换热过程的火积耗散表达式,进一步基于火积耗散极值原理讨论了换热器N股冷、热流在不同情况下参与换热的优化。研究表明,若参与换热的任何冷、热流之间的温差可以独立调控,在总换热量一定寻求火积耗散最小或在总火积耗散一定的条件下寻求换热量最大,则整个换热系统冷、热流之间的温差分布均匀时换热最优;若参与换热的任何冷、热流体之间的换热量或火积损耗可独立确定,则换热冷热流之间的温差分别保持各自的均匀温差分布时换热最优;若在任何冷、热流之间存在可能换热的情况下,无论是总换热量一定时寻求火积耗散最小,还是总火积耗散一定时寻求换热量最大,整个换热系统不同的冷热流换热的优化温差并不是同一个常数。     

制冷剂在微尺度槽道内的流动与传热研究

就微三角形槽道内ＣＦＣ１２的流动沸腾换热做了详细的实验研究。研究表明,在微槽道中流体流动沸腾换热比常规尺寸的换热更为强烈,且流动用力相对要小,实验观察发现,在微三角形槽内流体流动沸腾时明显有大量气泡生成,这与其它相关实验得出的不产生气泡的结论是不同的。     

用热力学第二定律优化对流换热过程

本文用热力学第二定律分析对流换热过程找出对流换热过程的熵产及(火用)损失方程,求出(火用)损失为最小时的Re数,从而找到最佳的流体流速及换热设备的几何尺寸,为工程应用提供了依据。     

小尺度流道换热器换热特性的实验研究

在单相强迫对流情况下,以当量直径为0．55mm、0．91mm、1．38mm,槽道截面形状为矩形和三角形的小尺度流道换热器为实验段,以水和乙二醇溶液为换热介质,进行实验研究,实验的威数范围为300～2500,结果表明：雷诺数相同的情况下,对流换热舰数随当量直径de的增大而增大,Pr数大的乙二醇水溶液的Nu数大于水的舰数,槽道形状对换热器的换热效果有显著影响,三角形槽道的Nu数大于矩形槽道的Nu数,小尺度流道内流体流动的临界雷诺数胁。在700～1200之间。     

电场强化微槽道结构蒸发器传热特性的实验研究

为了研究矩形微槽道表面施加电场后对蒸发/沸腾换热特性的影响,以R141b为工质展开实验.实验结果表明:高压电场对微槽道结构的蒸发/沸腾换热有明显的强化作用,蒸发/沸腾换热系数随着电场强度的增加而增大,换热强化系数相比未施加电场的状况最大增加了0.7,在高热流密度时,换热强化系数的变化则趋于平缓.     

不可逆空间太阳能动力Braysson循环的生态学优化

基于生态学优化判据对一种不可逆空间太阳能Braysson循环的性能参数进行优化计算。生态学目标函数定义为火用输出率减去火用损失率,而火用损失率等于环境温度乘以循环熵产率。空间太阳能动力系统由太阳能收集器和不可逆的Braysson循环两部分组成。该Braysson循环与高温热源的换热满足牛顿传热规律,与低温热源的换热则满足热辐射换热规律。推导出包括循环的效率、输出功率、生态学函数等在内的性能参数的具体表达式,进一步在最优生态学函数的条件下,对热机的各种性能参数进行了优化分析,获得了一些有意义的结论。     

基于(火用)分析的流动工况及强化传热方式的选择

本文建立了无因次火用损失率的方程,并由此求解了空气、水、油三种典型工质的管内流动与换热的最佳雷诺数和最小火用损失率。结果表明,水、空气的最佳流动工况为湍流,而油的最佳流动工况为层流。同时,还用火用损失率表达式求解了内插扭带管、螺旋槽管两种不同管型中水的最佳雷诺数和最小火用损失率。结果表明,对于水宜选择螺旋槽的强化传热方式。     

直通道PCHE内S-CO2与铅铋合金耦合换热特性数值分析

针对超临界二氧化碳(S-CO₂)与液态铅铋合金在印刷电路板换热器内耦合换热问题，本文建立了“1对2型”直通道印刷电路板换热器换热单元三维模型。采用数值模拟方法对S-CO₂与液态铅铋合金耦合换热特性进行了研究。结果表明：冷侧S-CO₂对流换热热阻远大于热侧液态铅铋合金热阻，即印刷电路板换热器整体换热更受制于S-CO₂的影响，且S-CO₂侧的换热强度决定了整体换热的下限。改变S-CO₂侧入口质量流速比改变液态铅铋合金侧入口质量流速对印刷电路板换热器换热器单元功率影响程度更大。S-CO₂侧入口质量流速每增加1 kg/s,换热功率增加335.77 kW。本文研究结果可为后续液态铅铋合金与S-CO₂耦合换热研究和印刷电路板换热器设计提供参考。     

一种新模型的热力学描述:采用新鲜空气预冷和除湿的地板辐射供冷(英文)

一个舒适的居住空间不仅需要合适的温度,还需要有一定湿度的新鲜空气。空间的热负荷包括通过墙壁的换热和以通风方式进行的能量转变。构建了一种新的空气调节模型可以平衡空间的热负荷,即采用新鲜空气预冷和除湿的地板辐射供冷。循环水在一个循环周期内先后与辐射地板和进入空间的新鲜空气进行换热,与辐射地板的换热可以控制温度。循环水的出口温度、质量流率和火用效率可通过能量方程和火用方程进行分析确定,进而可以得出空间的热负荷。通过与传统辐射地板的计算分析比较表明:这种新模型具有较低的循环水出口温度、较低的循环水质量流率和较高的火用效率。而降低出口温度和质量流率可以节省初期投资和运行成本。     

微槽群表面喷雾冷却换热特性

在闭式循环喷雾冷却系统中,以蒸馏水为工质,喷雾体积通量从0.938 L/(m2·s)增至12.73 L/(m2·s)的情况下,实验研究了微槽群表面的槽道尺寸对喷雾冷却换热性能的影响.结果表明:微槽群表面可明显提升换热效果,提升程度取决于槽道尺寸和喷雾流量.小流量(1.146~1.604 L/(m2·s))时,最佳槽面结构槽深、宽、间距分别为0.5、0.4、0.6 mm;大流量(12.73 L/(m2·s))时,最佳槽面槽深、宽、间距分别为0.5、0.2、0.4 mm,在表面温度为80℃时,其热流密度达202.5 W/cm2.从光面喷雾与微通道流动换热相结合的角度,给出了微槽群表面喷雾冷却强化换热机理;推导了反映蒸发换热特性和槽道尺寸对换热影响的微槽群表面量纲一换热准则方程,可方便用于工程设计.     

凸起黑体辐射元件对锻压炉炉膛辐射换热的影响

开展了利用黑体凸起结构强化钢厂热锻压炉炉膛辐射传热的数值研究.采用Gambit软件设计出模拟炉膛段,利用Fluent软件对炉膛段内辐射传热过程进行了耦合数值模拟,获得了炉膛内烟气的流场、温度场以及锻钢表面辐射热流密度.分析了炉壁表面黑度以及不同凸起结构对辐射传热效果的影响规律.结果表明,提高炉膛内壁黑度以及加装凸起辐射元件对炉膛内辐射传热有显著的强化作用.通过Gambit模拟改变辐射元件的尺寸、形状,得到最佳的安装方案可以提高炉膛内烟气15%的辐射传热效率.     

真空式相变传热热水器工作原理及实用热力计算

本文讨论了工业炉窑排烟余热回收的最新技术──真空式相变传热热水器的工作原理。具有结构简单、安全可靠、能在小温差下获得较大的传热特点。结合２Ｔ／Ｈ蒸汽锅炉回收其尾部排烟余热实例，给出了热力计算方法。该方法适用于一般真空式相变传热热水器的热力计算，简单实用且可保证精度。     

直接接触式湿烟气余热回收热质传递数值研究

在Fluent软件中,基于欧拉-拉格朗日方法和自定义函数(UDF),构建了三维稳态模型,并在离散相模型(DPM)基础上,耦合欧拉壁膜模型(EWF)对冷凝室内湿烟气与喷淋液滴及周围壁面间的凝结传热进行数值模拟研究。研究结果表明,DPM与EWF耦合可以更精确地模拟湿烟气在冷凝室内的凝结换热;入口烟气流速越大,冷凝室高度越低,则出口烟气温度和出口烟气水蒸气体积分数越高,烟气换热效率越低,且变化幅度逐渐减缓;冷凝室高度越高,则壁面湿烟气凝结量越大,但随着入口烟气流速增大,冷凝室高度对凝结换热的影响逐渐减弱,换热效率提高幅度也明显减小。     

二次再热机组烟气余热利用优化方案研究

二次再热已逐渐成为大容量、高参数超超临界机组的发展方向。对超超临界二次再热机组烟气余热利用技术进行了探讨,对4种可能的余热回收方案进行了热经济性计算和调频最大负荷量变化计算。分析结果表明,烟气-高加换热方案节能效果最好,发电煤耗率降低6 g/kWh;烟气-低加换热方案和烟气-低加-空气换热方案对给水调频的潜能无影响,但会降低机组凝结水节流调频的潜能;烟气-高加-空气换热方案和烟气-高加-低加-空气换热方案对凝结水节流调频的潜能无影响,但会降低给水调频的潜能。     

Zonal method solution of radiative heat transfer in a one-dimensional long roller-hearth furnace in CSP

A radiative heat transfer mathematical model for a one-dimensional long furnace was set up in a through-type roller-hearth furnace （TTRHF） in compact strip production （CSP）. To accurately predict the heat exchange in the furnace, modeling of the complex gas energy-balance equation in volume zones was considered, and the heat transfer model of heating slabs and wall lines was coupled with the radiative heat transfer model to identify the surface zonal temperature. With numerical simulation, the temperature fields of gas, slabs, and wall lines in the furnace under one typical working condition were carefully accounted and analyzed. The fundamental theory for analyzing the thermal process in TI＇RI-IF was provided.     

600MW四角切圆燃烧锅炉炉内过程的数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对600MW切圆燃烧锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。在炉内数值模拟过程中,气相湍流流动采用可实现的k—ε双方程模型,对控制方程的求解采用SIMPLEC算法。计算结果表明：炉内最高温度出现在燃烧器区域;整个炉膛空间存在旋转流场,炉膛出口仍有残余旋转存在;烟温偏差成因于炉膛出口的残余旋转;二次风反切在一定程度上能有效地削弱炉膛出口的残余旋转,从而降低水平烟道的烟温偏差。     

高温炉内三维温度场的热流法计算

本文在文献〔1〕二维热流法计算辐射换热的基础上,运用文献〔2〕提出的热流数学模型,在三维直角坐标系下开发了用热流法计算高温炉内辐射换热的温度场分布的计算程序,用该程序可以计算一般情况下纯辐射作用时炉内的温度分布,通过计算得到了炉内的温度分布,为全面研究高温炉热状态提供了依据和前提条件,同时得出在一般简化计算中二维模型的可靠性结论。     

可调卫燃带对燃煤锅炉热力特性的影响

介绍了可调卫燃带的概念与工作原理，并采用校核热力计算的方法，详细研究了煤种、负荷变化时可调卫燃带对炉膛吸热量、汽温、炉膛平均烟温、炉膛出日烟温、主要受热面进出日烟温等参数的影响。计算表明：可调卫燃带可使锅炉在更宽广的负荷范围内维持额定汽温：可提高低负荷时的热空气温度，可作为改善锅炉热力特性的一种有效调节手段。     

煤质劣化对锅炉热量分配影响的机理分析

受能源供应紧张影响电厂经常燃用劣质煤,其主要特点是灰分、水分大而发热量低,以此特征为基础建立一种煤质劣化模型。利用炉内传热相似理论求解方法,以一300 MW燃煤机组炉膛结构设计为例分析了不同劣化程度的煤质对锅炉主要设计参数造成的影响。计算结果表明:随煤中水分和灰分增加单位辐射热量降低,并且水分的影响大于灰分;随煤灰分增加单位辐射热量与单位对流热量之比升高,但随水分增加而降低。高负荷时,随煤中水分和灰分增加炉膛出口烟温略微降低;低负荷时,随煤中灰分增加炉膛出口烟温略微降低,而随煤中水分增加略微升高。     

考虑段间辐射修正的三元模型

针对连续加热炉建立了假想面法模型.在计算辐射直接交换面积时,考虑了炉顶压下对炉内传热的影响.以某厂3#加热炉为研究对象,模拟了钢坯加热过程;并将计算结果与传统的三元模型计算结果相比较,分析传统三元模型误差产生的原因,最后将通过各假想面的热流加入到三元模型的炉气能量平衡方程中,以修正屏蔽段间辐射造成的误差.修正的三元模型与假想面法模型计算结果相差较小,满足精度的要求,因此可以应用到在线跟踪计算中.对于在线运行的三元模型,当燃料量和燃料配比变化较大时,应提前计算生产过程中典型的燃料供给和分配下的各假想面传递的能量,生成数据文件,以便于实时调用.