三个关键几何参数对人字形波纹钎焊板式换热器换热性能影响的分析

以水-水热交换器为例,以CFD模拟软件为手段,以κ-ε模型为基础构建人字形波纹板式换热器模型,并系统分析波纹倾角、波纹深度、波纹间距这3个重要几何参数对换热器内部温度场、压力场、流场及平均努塞尔数和流动阻力的影响。研究结果表明,触点是板间换热效果最好的点,触点的扰流作用使流体在触点周围湍流程度最高,传热得到强化,这也是板式换热器内流体在雷诺数较低时发生湍流的主要原因;另一方面,流体经过触点后压力损失较大,是产生阻力损失的主要原因。波纹倾角是最重要的一个影响参数,最优波纹倾角在60°附近,此时换热效果较好而阻力尚未达到最大;波纹深度增加,平均努塞尔数增大,换热效果趋于好转,板间压力降也逐渐降低。但随着波纹深度的增加,结垢的倾向也会增加,因此较为合理的波纹深度应该在4～5mm之间;在给定的边界条件下,通过计算所得的波纹间距与波纹深度之比在3～4范围内时换热器性能较好。     

水冷套管式CO_2气冷器的设计及实验研究

本文设计了一台CO_2套管式气冷器并对其进行了换热特性的实验研究。该气冷器采用逆流三重套管,CO_2在内管流动,冷却水在内外管间流动。实验研究了不同CO_2质量流量、入口压力和冷却水温度对传热系数、换热量和换热器效能系数的影响。实验结果表明,随着CO_2质量流量的增加,传热系数和换热量均呈先增后减的趋势,换热器效能系数逐渐减小;CO_2质量流量不变时,传热系数、换热量和换热器效能系数均随气冷器CO_2入口压力的升高而逐渐增大;随着冷却水温度的升高,传热系数、换热量和换热器效能系数均逐渐减小。     

某型号板式换热器的性能测试与分析

搭建板式换热器性能测试平台,利用等流速法对某型号板式换热器进行测试,获得该型号板式换热器的流量、温度以及的压力等参数。采用Origin 9.1通过线性回归的方法对测试结果拟合分析,最终得到该型号板式换热器的换热准则关联式和欧拉准则方程,为板式换热器的性能研究提供参考。     

三角形波纹板式溶液热交换器传热特性研究

为了解三角形波纹板式溶液热交换器的传热特性，通过对其物理数学模型的求解，并与平板式溶液热交换器相对比，得到了三角形波纹板式溶液热交换器的流动、传热特性以及不同溶液流速对其传热性能的影响。研究三角形波纹板式溶液热交换器的波纹形状对其流动、传热性能的影响，得到波纹长度、波纹夹角与换热器的传热系数、换热器内流体压降的关系，其结果可为溶液热交换器的设计与优化提供依据与理论指导。     

基于不同大气压力下多种翅片型式换热器的换热特性仿真模拟研究

大气压力的不同,将对换热器的换热性能带来一定的影响,而不同翅片型式的换热器处在同一种大气压力下,对各自换热性能影响的程度如何,因此有必要对其进行研究。在GAMBIT中建立平板式、均匀倾角波纹式、前平板-后均匀倾角波纹式的换热器的物理模型,设置在大气压力100k Pa、90k Pa、80k Pa、70k Pa、60k Pa、50k Pa的工况下,通过FLUENT6.3对所建的模型进行仿真模拟计算,然后通过观察所建物理模型的中心侧面的温度云图,分析中心侧面和翅片出口处的加权平均温度来研究这三种翅片型式的换热器处于同一种大气压下的换热能力,并以10k Pa为间隔,来研究压力变化对三种翅片型式的换热器换热能力影响的程度。模拟结果为:在同一压力下,均匀倾角波纹式换热器的换热能力在三者中最大,前平板-后均匀倾角波纹式的换热器的换热能力次之,平板式的换热能力最小;压力下降对均匀倾角波纹式换热器的换热能力影响最小,前平板-后均匀倾角波纹式的换热器的换热能力影响次之,平板式的换热能力影响最大。     

波纹角对波纹竖板冷凝换热特性的影响

为了提高板式换热器的换热性能,探究换热板片的波纹角对波纹竖板冷凝侧换热特性的影响,优化其结构参数,采用建模计算的方法定量分析了波纹角对板片换热面积、液膜下落时间、流体努塞尔数、摩擦系数等参数的影响,并用可视化实验观察了不同波纹角下液膜流动路径的特点。分析结果表明,波纹角的变化对板片换热面积影响很小,可以忽略。波纹角越小,液膜下落时间越短,排液速度越快,液膜厚度越小,越有利于冷凝传热。波纹角越大,冷凝液的流动路径越接近波纹状流型,扰动越剧烈,增大了流体的雷诺数和努塞尔数,且雷诺数值越大,努塞尔数对波纹角的变化越敏感。流体与波纹板的摩擦系数也会随着波纹角的增大而增大,蒸气冷凝时产生的摩擦压降也越大。     

翅片结构对翅片管换热器积灰与压降影响的实验研究

积灰对具有不同翅片结构的翅片管换热器均会造成长效性能的衰减。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,研究了翅片结构对积灰量及积灰后空气侧压降的影响。测试样件的翅片类型包括平直翅片、波纹翅片和开窗翅片;翅片间距范围为1.3~1.8 mm。实验结果表明:开窗翅片管换热器表面最容易沉积粉尘并增大积灰后压降,与平直翅片相比,波纹翅片和开窗翅片表面粉尘沉积量分别提高了25.6%和52.8%、积灰后压降增量分别提高了44.4%和165.6%;对于开窗翅片,小翅片间距有利于积灰并增大积灰后压降,与翅片间距1.8 mm的样件相比,翅片间距1.5 mm和1.3 mm的样件表面粉尘沉积量分别提高了26.2%和43.2%、积灰后压降增量分别提高了24.1%和49.4%;在积灰过程中,随着粉尘沉积量的增加,翅片管换热器空气侧压降先增大后保持稳定。     

点波板式换热器内流体流动换热及压降特性的实验研究

介绍了丹佛斯提出并开发的点波板式换热器。分别通过单相水-水换热测试和制冷剂(R410A)-水蒸发换热测试,实验研究了点波板式换热器与传统人字波板式换热器的传热及流动性能。结果表明,新型点波钎焊板式换热器,作为单相换热装置,具有较好的传热和流动性能。与传统的人字波板式换热器相比,较大雷诺数下,点波板式换热器强化传热20%以上,沿程阻力因子降低为传统结构的1/4左右。同时,作为蒸发器,在相似的制冷剂流动特征下,点波板式换热器比人字波板式换热器具有更好的流动和传热性能,这些性能优势,随着制冷剂流动特征的加强将变得更为明显。     

逆流波纹板式露点蒸发冷却器的数值模拟研究

本文对逆流波纹板式露点蒸发冷却器的性能进行了数值模拟,并通过实验验证了数值模拟的准确性。通过数值模拟,研究了二次/一次风量比、一次风风速、循环水流量、进风参数、结构参数(通道间距和通道长度)对露点蒸发冷却空调器性能的影响。结果表明:当二次/一次风量比为0. 3～0. 4,一次风速为2～2. 7 m/s,通道间距为4. 3 mm,通道长度为1 m时,露点蒸发冷却空调器冷却效率及COP均较高;随着循环水质量流量的增加,送风温度升高,冷却效率及COP均下降,因此在湿通道表面完全润湿条件下,循环水质量流量越小,露点蒸发冷却器性能越好。湿球效率主要受露点蒸发冷却器结构及运行参数的影响,该逆流波纹板式露点蒸发冷却器的湿球效率在110%～115%之间。     

叉流板式间接蒸发冷却换热器的实验研究

利用自制实验台,在前期实验工作的基础上,对叉流板式间接蒸发冷却器进行了实验研究.发现换热器两侧空气的流量比、流量大小对换热器的效率有着重要影响.影响趋势在干工况与湿工况下又有所不同,这是因为换热器中两流体的热容量之比发生了很大变化.实验结果表明:干工况下,换热器的摩擦阻力系数大于按层流理论公式计算所得的值,层流向湍流过渡的雷诺数为1200左右;喷水情况下二次空气侧的阻力系数远大于干工况下的阻力系数,约为干工况下的2.5到3倍之间.分析结果可以对换热器的优化设计提供一定的参考和帮助.     

啤酒行业板式换热器食品安全管理

板式换热器具备高换热效率、占地面积小、容易清洗等特点,广泛运用于啤酒生产的换热流程。随着啤酒厂大型化和自动化逐渐发展,追求高效化生产流程和性价比的设备,板式换热器工况参差不齐,大型啤酒厂因板式换热器泄漏导致的啤酒污染和啤酒损失巨大。该文研究了板式换热器在不同啤酒生产工艺和介质的工况要求,板式换热器的原理及相关控制、完整性测试,阐述了不同介质情况下的板式换热器的泄漏反应监控方案,旨在稳定板式换热器的运行,防控板式换热器泄漏,避免大量产品的污染损失,确保食品安全。     

板式换热器模型构建及模糊PID控制方法

针对板式换热器数学模型难以构建以及其常规PID控制效果较差的问题,该文依据非稳态能量平衡,建立板式换热器数学模型,并搭建其试验系统,根据实验数据及相应的约束条件,得出简化的系统传递函数。将常规PID与模糊理论相结合,设计一个基于模糊PID的板式换热器温度控制系统,其主要由三菱PLC系列FX2N-48M、4通道模拟量输入模块FX2N-4AD、4通道模拟输出模块FX2N-4DA、气动调节阀、温度传感器等组成。经过仿真验证模糊PID控制器优于常规PID控制器,同时间接地验证所建立数学模型的准确性。经过现场试验测试,控制系统过程平稳,可有效地提高换热器出口温度控制系统的控制质量。     

板式换热器结构及维修注意事项

板式换热器是近些年来得到广泛应用的一种新型高效、紧凑的热交换器。它是由一些列互相平行、具有波纹表面的薄金属板相叠而成,比螺旋板式热交换器更为紧凑,传热性能更好。板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形     

超流氦低温系统板式换热器的设计与优化

负压换热器是超流氦低温系统的关键部件。通过设计和优化，将板式换热器应用于液氦温区。采用分布参数微元法建立了变物性参数换热器传热模型，基于该模型编写了板式换热器的设计与校核计算程序。以换热器效能、负压侧压降和换热器体积为目标进行了量纲分析，确定了人字波纹板片的优化参数。随后采用NSGA-Ⅱ算法进行了多目标优化，以换热器体积最小为前提做出了板式换热器选型。最终得到了三种优化后的设计方案，研制了板式换热器样机。通过分析换热器性能随热流体流道数的变化规律，解释了换热器设计效能偏高的原因。     

一种新型板式换热器

介绍一种区别于传统人字形波纹板式换热器的新型微板换热器,该换热器具有压降小而换热能力强,材料消耗少,可靠性好,制冷剂充注量小,设计灵活等特点,同时介绍其在应用和节能减排上的优势。     

新型无接触热阻空调换热器性能研究

将不同形状的波纹翅片与无接触热阻技术结合研制了波纹型无接触热阻换热器,并利用CFD仿真软件进行对比分析尖角波纹翅片和圆角波纹翅片空气侧换热性能及阻力特性,寻找较好的翅片形状。按照仿真结果生产无接触热阻尖角波纹翅片空调换热器实验样件,进行实验测试,实验结果表明:翅片表面换热系数仿真结果与实验结果较为一致,整体误差在10%以内,仿真结果能基本反映翅片表面的实际换热情况。引入强化传热指标,通过仿真结果计算可知,在不同风速下强化传热指标DEC均大于1,说明尖角波纹翅片的传热效果优于圆角波纹翅片。     

冷冻消融探针J-T节流制冷器降温特性的实验研究

通过实验测定了不同氮气预冷温度、热负荷条件下冷冻消融探针内J-T节流制冷器温度与流量.实验结果表明:冷冻消融探针工作温度随氮气预冷温度变化而变化,热负荷越大所需氮气预冷温度越低;氮气预冷温度过低会造成制冷量浪费与回热换热器换热效率降低;氮气流量随高压氮气出口温度的降低而增大,除临界区域外氮气计算流量符合测试结果.     

石油天然气冷却用板式换热器阻力降计算与分析

针对作者在辽河油田石油天然气脱水预处理装置中使用板式换热器所遇到的阻力降问题，进行理论分析和计算，表明石油天然气冷却过程中由于存在着部分集态冷凝过程，换热表面形成一定厚度的液膜，致使阻力降增大，因此，对于石油天然气工业需要控制压力降的工艺流程中冷却用板式换热器，仅仅考虑传热面积和留有一定的富裕量是不够的。要想有经济、合理的传热面积，首先必须从设备结构参数上予以调整。     

换热器能效一体化检测方法研究

针对工业换热器能效测试费时耗力的问题,提出了一种新型在役换热器能效一体化检测方法,分别从流量、温度、压力检测以及数据处理等方面介绍了该检测方法的设备装置以及技术指标。通过与现有换热器能效检测技术相比,该方法可在线不停产对工业在役管壳式和板式换热器能效进行有效检测,在工业换热器节能方面具有明显的应用价值。     

板式换热器泄漏原因

某不锈钢板式换热器出现早期泄漏。采用化学成分分析、宏微观观察、能谱分析、金相检验、非金属夹杂物分析、硬度测试及水质分析等方法,对板式换热器的泄漏原因进行了分析。结果表明:循环水水质异常,里面含有的高氯化物使板式换热器不锈钢板产生点蚀,随着点蚀程度增加,最终导致板式换热器穿孔泄漏。