纵向翅片管管外换热与阻力特性的实验研究

换热器管外强化传热技术主要是对光管合理肋化 ,即在光管上敷设一定形状的翅片进行强化换热 ,翅片对扩大换热面积和改善流体的流动状态均有较显著的作用。但纵向翅片管却依赖进口。为此 ,采用修正的威尔逊修正图解法 ,利用稳定工况下测得的实验数据 ,研究了焊接式纵向翅片管换热器翅片侧的传热特性和阻力特性 ,并与同规格光管换热器做了对比 ,得到了在一定物性和流态下该种换热器的换热及阻力准则关系式。在相同的Re情况下 ,纵向翅片管换热器传热系数K值明显高于光管换热器 ;在Re值较低的情况下 ,翅片管外翅片的强化传热效果更好 ;与有折流板的光管换热器相比 ,纵向翅片管换热器壳程压力损失较小     

表面改性高效热管传热性能实验研究

为了提高重力热管的传热能力,通过蒸发段烧结粉末多孔层和冷凝段进行Ni-P化学镀层来强化重力热管传热,并以水为工质进行了传热特性实验研究。自制热管并搭建热管传热性能测试实验装置,改变加热功率,计算在不同热流密度下的传热系数,并分析烧结粉末多孔层和Ni-P化学镀层对重力热管管内沸腾和凝结换热的强化机理。实验结果表明,与普通重力热管相比,表面改性高效热管的蒸发段平均传热系数提高了48%~73%,冷凝段平均传热系数提高了26%~47%。     

倾斜热管内加固体粉末强化沸腾换热的研究

分析了倾斜热管内加固体粉末对沸腾换热过程的影响,并进行了系统的实验研究。实验控制加热段热流密度q=0.7~3.2W/cm2,操作温度t=75~150℃,热管倾角θ=5°~90°。结果表明,加固体粉末后能有效减小管壁上、下侧温差,在实验范围内强化沸腾的传热系数可提高30%~68%。     

斜针翅管套管换热器壳程传热与压降的数值模拟

以水-柴油换热为对象,对直针翅管和斜针翅管套管换热器的壳程传热与压降性能进行了实验研究与数值模拟。采用Fluent软件模拟了柴油在直针翅管和斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的流场、温度场以及传热与压降性能。结果表明,在相同流动条件下,直针翅管与光管套管换热器的总传热系数K的比值模拟值与实验值吻合较好。同时分析了斜针翅管纵向流流动特性,压降低于直针翅管换热器,强化传热为光管的1.5～2倍,并设计应用于炼油换热器中。     

水平放置高温热管翅起动性能分析

对一水平放置的高温热管翅进行实验研究,给出了高温热管翅起动温度随时间变化的曲线。实验结果表明,高温热管翅起动温度为460℃,热管翅的冷凝段在起动过程中有较好的等温性。若将热管翅倾斜放置一段时间后再进行水平起动测试,则发现冷凝段出现明显的不等温现象,冷凝段末端温度低于水平放置的冷凝段末端温度。进一步分析还表明,高功率下起动热管翅将缩短起动时间。     

内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热数值模拟

建立了换热管内流体流动与传热三维数学模型,对内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟并与实验结果进行比较。模拟结果表明,内置转子组合式强化传热装置换热管内冷热流体产生了置换混合的效果,充分换热,管内温度梯度小于1 K,进出口温差较光管提高了29%;流场变为复杂的三维螺旋流,加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,使传热强化并起到清洁污垢的作用,但管内压降较光管增加了4.7 kPa;与光管相比,表面对流传热系数的平均值提高了7%,而且表面对流传热系数的分布也变得均匀。实验结果与模拟结果符合较好。     

倾斜角度变化对高温热管翅工作性能影响

为研究高温热管翅在应用过程中倾斜放置对换热设备的性能影响 ,对一高温热管翅在不同倾斜角度下进行实验 ,比较分析该高温热管翅在不同角度下起动、稳态运行的工作情况。实验结果表明 ,在起动过程中 ,倾斜角度的变化对蒸发段温度影响不大 ,但对冷凝段末端温度有一定的影响 ,特别是在低功率下工作时。在稳定状态运行时 ,传热系数随功率的增加而增大 ,同一功率下热管翅倾斜放置在 4 5°的位置传热性能最好。     

内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟

以强化换热管为研究对象,建立了以水为介质的轴对称数值模型。应用计算流体软件CFX对光管及2种强化换热管（缩放管、波纹管）的传热特性及流动规律进行数值研究。结果表明,数值计算得到的光管总传热系数数值与经验公式计算结果吻合很好。与光管相比,强化换热管壁面结构改变了流体的流动状况,对流道的流场产生重要影响。在相同流动条件下,缩放管与波纹管的总传热系数数值均有较大程度的提高,强化作用明显。为此类产品的进一步理论研究和分析方法推广提供了依据。     

三相工质重力热管强化传热试验研究

为了提高重力热管的传热能力,把金刚砂颗粒加入到纯工质里制成三相工质重力热管来强化传热。对12.07、9.77、8.47、7.06和6.35μm的5种不同固体颗粒粒径的三相工质重力热管的传热性能进行研究,计算三相工质重力热管的传热系数,并与纯水重力热管的试验结果进行对比分析。试验结果表明,三相工质重力热管的最佳充液率为55%,最佳固体颗粒质量分数为5%;与纯水重力热管相比,三相工质重力热管的等效对流换热系数提高了16%～31%,固体颗粒含量和粒径对传热有很大的影响。     

机械加工表面多孔管外池核沸腾实验研究

对具有不同开孔度的机械加工表面多孔管,分别以水和乙醇作为沸腾介质,在0.1 MPa下进行了池沸腾换热的实验研究,并对其强化机理进行了分析。实验结果表明,机加工管的传热性能比同规格的工业光管及T型翅片管的传热性能有较大提高,在实验热负荷内其沸腾传热系数是光管的1.7~2.2倍。通过比较3种管的开口度可以知道,开口度为0.3 mm的机加工管传热性能最佳。通过对实验数据的回归拟合得到了精度较高的水平管外池核沸腾换热关联式。     

热管换热器设计计算的线算图法

针对热管换热器设计计算公式复杂,计算工作量大的问题,提出了采用线算图法进行气气热管换热器设计计算的方法。将热管换热器设计计算中的对流换热系数、流动阻力和携带传热极限计算公式均以线算图的形式表示,并给出计算实例。线算图法与常规计算方法相比,两者的计算结果相差很小,但线算图法更方便、简单,同时可以清晰地表示各参数对热管换热器性能的影响。     

管理保温层经济厚度计算

分别在强制对流和自然对流两种传热条件下,对变对流传热系数和变物性时管道保温层的经济厚度进行了分析和计算,给出了有关计算式,并把结果与常对流传热系数时管道保温层经济厚度的计算结果进行了比较,从而为工程上保温层的结构设计提供参考。     

热管结构参数对空气预热器最低壁温的影响

针对空气预热器低温腐蚀问题 ,介绍了热管空气预热器最低壁温的调节原理 ,结合计算实例分析了管径、管长、翅片高度、翅片间距以及翅片厚度等结构参数对壁温的影响。结果表明 ,热管的翅片高度和翅片间距是非常有效的壁温调节参数 ,这个结论对热管空气预热器的防腐设计有一定的指导意义。     

小热管换热器性能分析与结构优化

对 3种不同结构小型热管换热器的传热性能进行了试验研究 ,应用人工神经网络方法对小热管换热器结构参数进行优化 ,得到了最佳设计参数 ,并从对流换热的角度对结果进行了理论分析 ,为小热管换热器开发研究与应用提供了依据     

热管改善油井井筒流体温度分布的理论研究

为了寻求经济节能的改善热敏感性原油井筒流动特性的工艺技术,基于两相闭式热虹吸管工作原理,提出了利用热管改善井筒流体温度分布剖面的方法.结合井筒传热模型及耦合热管传热理论建立了热管井井筒温度分布计算理论模型,利用该模型分析论证了热管改善井筒流体温度分布的原理及技术可行性.现场试验及理论研究结果表明:在不消耗额外能量的前提下,利用热管可以实现利用深部流体自身部分能量提高井筒上部流体的温度,进而改善井筒温度分布剖面.     

热管传热性能对小型热管换热器散热效能影响

在零重力辅助下,小热管热阻是小型热管换热器散热效能的重要影响因素之一。基于集总参数法对于换热器系统数值计算的高效性思想,建立了热管、热管换热器的集总参数模型。对同一热管换热器选用不同传热性能的热管,在不同传热温差和流体质量流速下,就其散热效能进行了数值计算。计算结果表明,在零重力辅助下,热管换热器管内热阻存在一临界值Rcri。当热阻RHP≤Rcri时,管外热阻起主导作用,热管换热器的散热效能εh几乎不随热管管内热阻的值而变化。     

高温热管熔硫器

介绍了高温热管的工作原理、结构和传热性能,以及高温热管熔硫器在橡胶硫化工艺过程中的成功应用。     

外伴管伴热系统传热特性及优化的数值研究

利用FLUEM软件,对外伴管伴热体系传热特性及其优化进行了数值分析与讨论.分析表明系统中存在传导、对流及辐射传热,其中封闭空气夹层又存在层流自然对流.计入空气对流的模拟表明,工艺管受热不均匀,而伴管布置在其正下方、保持空气层不被保温层挤占可提高伴热效果.伴热平衡时,伴热介质温度、热损失随物料温度近似线性增加.空气层均温假设导致工程设计不合理,而降低工艺管与伴管之间的热阻是提高伴热能力的关键.