CO_2气体冷却器的性能分析与试验研究

CO2气体冷却器的型式和换热效果对CO2跨临界循环的性能影响较大,有必要对其换热性能进行分析。通过对气体冷却器划分微元,建立了传热过程计算模型,用间接法计算了划分微元与不划分微元时CO2侧冷却换热系数,并与几个所选换热关联式的计算值进行了比较,结果发现划分微元时的值几乎都高于关联式计算值。综合分析选择了较合适的换热关联式,为系统及气体冷却器的模拟优化提供了依据。进而新建了CO2热泵实验台,对新气体冷却器的性能进行了测试和比较。结果表明,新CO2气体冷却器的性能比原换热器有了大幅提高。通过优化达到了改善换热器和系统性能的目的。     

用于跨临界CO2汽车空调系统的板翅式内部换热器设计

介绍了跨临界CO2汽车空调用板翅式内部换热器的设计思路，并介绍了内部换热器计算所需的换热系数经验关联式，对换热器的安全性做了分析并通过了水压实验。     

管带式换热器空气侧传热传质与阻力性能的准则关联式

报道了管带式换热器空气侧换热及阻力性能的实验结果，给出了计算空气侧换热系数、析湿系数与流动阻力的准则关联式。这些公式的可信度较高，可在工程设计中应用。     

国内外换热器技术进展

本文主要介绍改善管壳式换热器壳侧和管侧换热的几种方法，以及可拆式板式换热器、焊接式板式换热器，鼓泡式换热器，螺旋板式换热器国内外大型化发展的趋势。     

CO_2跨临界双级压缩带低压膨胀机制冷循环性能分析

通过建立模型分析比较了CO2跨临界双级压缩带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的性能.结果表明:双级压缩CO2跨临界带节流阀与带低压膨胀机制冷循环的最佳中间压力并不是高低压的几何平均值;在一定的气体冷却器出口温度下,双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷循环有一个最佳高压侧排气压力,与带节流阀循环相比,其最大COP可提高20%,但当高压侧压力低于最佳值时,低压膨胀机对系统COP的影响随着高压侧压力的减小而逐渐变得不明显;在双级压缩CO2跨临界带低压膨胀机制冷系统优化设计中,中间冷却应采用完全冷却型式.     

二氧化碳跨临界循环放热过程换热性能研究

二氧化碳跨临界循环放热过程处于超临界区，由于在准临界点附近CO2的热物理参数变化非常剧烈，超临界区流体的换热有别于传统制冷剂，气体冷却器的换热优劣对系统性能影响较大。为了能设计出高效的气体冷却器，应该对这一过程的换热性能作一全面了解。本文主要讨论了制冷剂CO2在气体冷却器中的换热特点，以及流体温度、高压侧压力、质量流速、热流密度、管径和含油量等因素对换热的影响，最后探讨了换热关联式和气体冷却器型式的研究进展。     

CO_2跨临界热泵系统的优化与实验研究

为了提高CO2跨临界循环的性能,对系统每个部件以及整个系统的优化研究是非常必要的.因此提出了以基于系统的优化目标函数对CO2换热器的结构敏感性进行优化计算,分析了优化目标函数COPm随气体冷却器和蒸发器管径和管长的变化.计算结果表明,CO2跨临界循环系统应选择小管径和长管长.同时对优化后的新系统进行了模拟计算,其COP和制冷量分别比原系统提高了15%和18%.根据优化结果以及原有系统存在的问题,对换热器及相关部件进行了设计加工,进而建立了新的CO2跨临界水水热泵实验系统.结果显示,新系统的COP和制冷量提高了30%左右.总之,实验测试数据验证了模拟计算结果的正确性,所得结果有助于对CO2跨临界水-水热泵系统进行改善.     

CO2跨临界膨胀机循环最佳高压压力计算

CO2跨临界制冷循环存在最佳高压压力,对应着最大COP。但是,膨胀机循环的最佳高压压力与节流阀循环的最佳高压压力不同。CO2膨胀机循环的最佳高压压力主要受压缩机效率、膨胀机效率、气体冷却器出口温度以及蒸发温度等参数的影响。当压缩机和膨胀机的效率一定时,CO2节流阀循环的最佳高压压力比膨胀机循环的高。为了计算方便,对膨胀机循环的最佳高压压力进行了计算和数据回归,并给出了计算关联式。     

CO2-NH3压缩/喷射复叠循环理论研究

为利用CO2跨临界循环气体冷却器放热段较大的温度滑移,减小节流部分的膨胀功损失,提高系统性能,可在制冷系统中利用CO2跨临界循环与NH3喷射循环复合实现压缩／喷射复叠式系统。在对系统进行热力学分析的基础上,建立了相应的模型。计算结果表明：NH3循环喷射器引射流体温度和出口的冷凝温度对引射系数影响很大,在较高引射流体温度和较低冷凝温度下,CO2跨临界压缩／喷射制冷循环可以得到较高的循环性能。在较低CO2跨临界循环蒸发温度和压缩机效率时,此循环相对基本循环有明显优势。降低发生器温差也是提高循环性能的途径之一。     

节能型换热设备与流程的一体化创新

针对重点换热设备在流程工业中扮演着重要的角色,指出了其在流程工业中表现出的2个方面的作用,并阐述了设备与流程的一体化节能创新的实质,明确了设备与工艺流程的关系。着重介绍了2种高压高效节能换热器即炼油领域缠绕管式换热器和印刷电路板式换热器的基本结构。基于缠绕管式换热器,介绍了节能型加氢裂化/加氢改质工艺中设备与流程的一体化创新;基于印刷电路板式换热器,介绍了天然气液化工厂混合冷剂冷却工艺的改进。列举了Hammerfest液化工厂混合冷剂海水换热器的失效案例,强调了安全性与能效性协同的重要性。简介了3种结构形式海水混合冷剂换热器比例样机的试验研究结果,介绍了我国研制混合冷剂海水换热器过程中,力求寻找一种安全和能效的平衡。最后指出,仅考虑换热设备的安全性或者能效性都是不够的,要从换热设备和流程工艺之间的相互关系和相互作用出发,在系统的层面上考虑基于能效和本质安全和谐统一的完整性,实现换热设备和流程的一体化节能创新。     

三种管壳式换热器传热与流阻性能对比实验研究

弓形折流板换热器壳程流体横向冲刷换热管时存在流动阻力大和传热死区大等缺点,折流杆换热器壳程流体纵向流动,但当壳程流体雷诺数Re较小时传热性能不佳。为克服上述缺点,研究开发了一种新型高效节能的斜向流管壳式换热器,该换热器壳程流体总体呈纵向流动,局部区域流体倾斜冲刷换热管束。对斜向流换热器与折流板换热器和折流杆换热器传热与流阻性能的对比实验研究表明,在同等壳程流体流量下,斜向流管壳式换热器的传热系数、压降和综合性能均介于折流板换热器与折流杆换热器之间。研究结果为管壳式换热器升级换代提供了一种新技术和新装备,也为热力系统中换热器选型和结构优化设计提供了重要依据。     

CO_2热泵热水器的系统设计及试验研究

设计搭建了蒸发器和气冷器均采用套管式换热器的跨临界CO2热泵热水器性能测试试验台,在制冷剂充注量1.23kg时,通过调节膨胀阀的开度和控制气冷器的水流量来研究系统性能。结果表明:该机组能在较高COP(3.2)下制得65℃的热水,并可以在COP不低于2.0情况下制取80℃的热水;气冷器水流量对系统的COP、出水温度以及系统的排气压力影响最大;高效的换热器可以在压缩机排气温度一样的情况下提高出水温度,使系统在制取高温水时有更高的COP。     

螺旋折流板与弓型折流板强化管换热器的传热性能对比

以油-水换热为对象,比较了螺旋折流板与弓型折流板三维翅片管换热器的壳程传热与压降性能.试验结果表明,2台实验换热器的壳程努塞尔特常数和压降都随雷诺常数的增加而增加,但螺旋折流板三维翅片管换热器的努塞尔特常数随雷诺常数的变化更明显.在相同雷诺常数下,螺旋折流板换热器的努塞尔特常数是弓型折流板换热器的1.2～1.5倍,而压...     

我国高压换热器管板（12Cr2MolR）堆焊技术发展现状

首先介绍了高压换热器的结构,以及高压换热器管板材料12Cr2M01R的焊接性。其次,介绍了高压换热器管板（12Cr2M01R）常用的一些堆焊方法,包括带极堆焊、焊条电弧焊堆焊（SMAW）、实芯焊丝自动钨极氩弧焊堆焊（Au—toTIG）、药芯焊丝C02气体保护堆焊（maw）等。最后介绍了高压换热器管板（12Cr2M01R）常用的堆焊材料,如不锈钢（奥氏体不锈钢和双相不锈钢）、镍基合金等。     

CO_2跨临界循环中非绝热毛细管传热性能的试验研究

为了测试在相同工况下,CO2跨临界循环非绝热毛细管各区段的换热能力;并测试毛细管进口压力10MPa,进口温度39℃,蒸发温度7℃,制冷量1k W时,5种内径毛细管所需的长度,以及毛细管换热量随毛细管管径的变化情况,搭建了CO2跨临界循环试验台,进行了相关试验,试验结果表明:非绝热毛细管在超临界区域换热能力最强,亚临界两相区换热能力最弱,毛细管换热量随毛细管内径增大而增加。     

液氢温区冷氦增压试验系统的设计

针对液体火箭冷氦增压系统试验研究的不足,设计并建设了液氢温区冷氦增压试验系统,采用深低温制冷机组配合高压低温换热贮罐来实现液氢温区高压冷氦气源;使用管壳式加热器真实模拟箭上换热器的换热性能与流阻;提出以排气方式模拟贮箱推进剂消耗过程中压力的变化情况。该试验系统安全可靠,更加真实地模拟了液体火箭冷氦增压系统的工作过程。     

高效节能钢带式果蔬绿色干燥装备翅片管换热器的传热计算

翅片管换热器是高效节能钢带式果蔬绿色干燥装备的供热装置,通过对翅片管换热器的翅化比、对流换热系数、传热系数及阻力的计算,得到了翅片管换热器的压降及翅片管的管数,计算结果表明翅片管换热器换热能力强,传热系数高。     

扭曲管管内传热及流动特性数值模拟

扭曲管是应用于制冷行业中新型管壳式换热器的高效换热管,强化了管内传热,壳程不设折流板以降低壳程流阻。本文通过数值模拟研究了扭曲管管内传热及流动特性。通过建立不同规格的扭曲管物理模型,得出扭曲管的扭曲程度S/de越小、截面压扁程度Ai/Bi越大,扭曲管的强化传热性能就越好,但是同时流阻也会增大;反之则相反。     

内置液轮机换热管的换热研究

介绍了微型液轮机的结构及其自动除垢防垢并强化传热的原理。采用自行设计的套管式传热实验装置及流程，进行了内置液轮机换热管的换热性能实验研究。实验研究结果表明，换热管内置液轮机时的总传热系数比无液轮机时要大，说明内置液轮机可提高换热效果。