纵向流混合管束换热器试验研究

对三种纵向流管壳式换热器进行了试验研究, 结果表明变截面管管束的传热系数比光滑管管束高1.3～2倍, 但压降也大出0.6～1倍, 而采用混合管束既可获得高的传热系数, 也可使压降不至过大.通过改变变截面管与光滑管不同数量比例和布置方式, 使之满足对强化传热和限定压降的各种要求.     

纵向流混合管束换热器试验研究

对三种纵向流管壳式换热器进行了试验研究, 结果表明变截面管管束的传热系数比光滑管管束高１．３～２ 倍, 但压降也大出０．６～１ 倍, 而采用混合管束既可获得高的传热系数, 也可使压降不至过大．通过改变变截面管与光滑管不同数量比例和布置方式, 使之满足对强化传热和限定压降的各种要求．     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究.结果表明:在管程进口体积流量相同条件下,扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管,虽其压降也高于圆管,但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管.说明扁管是一种高效强化传热元件.     

内置分段式弹簧换热管内流场的数值模拟

针对内置弹簧换热管在强化传热过程中产生较大阻力的问题,提出了一种插入分段式弹簧的方法,并通过Fluent软件对内置不同长度的弹簧换热管某一截面处的流动特性进行数值模拟,分别取每段弹簧的长度分别为50 mm、100 mm、150 mm、200 mm,得到了在内置不同长度弹簧的换热管内某一截面处的速度场;然后分别取不同丝径和圈径的分段式弹簧,对换热管内某一截面的流体径向速度场进行数值模拟,研究弹簧的丝径与圈径对强化传热的影响.结果表明:在换热管两端插入分段式弹簧使得管内流体径向速度提高了2~3倍,加快了管内壁区域流体的流动,使得边界层变薄,不仅加强了边界层流体的扰动,而且一定程度上降低了流体流动的阻力,从而提高了换热效率.在雷诺数相同时,内置分段式弹簧换热管相对于光管Nu数提高了2~4倍;随着丝径和圈径的增大,强化传热效率得到提高而流动阻力随着相应增加.     

变截面井筒式地下连续墙竖向承载力计算研究

根据变截面井筒式地下连续墙的荷载传递特性及传递机理,借鉴和参考目前已有的桩基础和地下连续墙基础的承载力计算方法和现有的一些研究结果,通过理论分析,提出适合于变截面井筒式地下连续墙的竖向承载力的计算方法.建立了4个不同闭合段墙高,相同开放段墙宽的变截面井筒式地下连续墙模型和5个不同开放段墙宽,相同闭合段墙高的变截面井筒式地下连续墙模型,通过模型的计算结果和数值模拟结果的对比,确定了计算方法中的安全系数取值为K_1=1.8,K_2=2.5.     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究。结果表明：在管程进口体积流量相同条件下，扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管，虽其压降也高于圆管，但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管。说明扁管是一种高效强化传热元件。     

套管式地下换热器传热特性分析

通过对套管式地下换热器传热过程的分析,在套管式地下换热器传热模型基础上,考虑管内流动和传热,提出了集管内流动与土壤导热相耦合的传热分析模型,并利用数值计算方法进行了传热特性分析.讨论了不同埋管管径组合对流体出口温度及埋管换热率的影响.     

内置十字形螺旋元件换热管的强化传热研究

针对换热设备传热效率低等问题,研究开发出一种十字形截面传热强化螺旋元件.提出十字形螺旋元件4种强化传热机理,包括轴向流速增大效应强化、螺旋流流速增大效应强化、二次流流速增大效应强化及边界层减薄效应强化.采用理论推导的方法,建立Nu数预测关联式和压力降预测关联式.研究结果表明：传热强化评价值PEC随着心轴直径比的增大而增大,但增加的幅度很小;传热强化评价值PEC在y〈4时,随着叶片宽度直径比的增加而增大,在y〉4后,随着叶片宽度直径比的增加而减小;传热强化评价值PEC随着y的减小而增加,在y〈2时增加明显.强化传热机理的理论分析结果与数值模拟结果吻合良好,具有相同的趋势.     

扰流子折流杆换热器的开发研究(Ⅱ)——低粘度流体中试研究

在低粘度流体下对扰流子折流杆换热器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究。实验以水作为传热介质,热水走壳程,冷水走管程。实验时壳程流体流动状态基本恒定,而管程流体发生变化。通过实验数据的分析关联,得到了加入扰流子后管程对流传热系数的近似计算模型。结果表明,当雷诺数的范围为１０４ ～５ ×１０４ 时,管程对流传热系数增加的幅度高于阻力增加的幅度,管程对流传热系数和换热器总传热系数分别提高５０ ％ 和１０ ％ 以上。说明对水这样的低粘度流体,在传热湍流区（ 即雷诺数大于１０４ 的范围） ,可以采用较大节距的扰流子来强化传热,以取得较佳的综合效果。     

扰流子折流杆换热器的开发研究（Ⅰ）：油—水系统中试研究

在壳程为低粘度流体水,管程为高粘度油品的操作情况下对扰流子折流杆换热器和折流杆换热器进行了传热性能和阻力性能的对比实验研究,地实验结果和数据进行了分析和关联。对不同长度的扰流子所得的结果进行了对比,并通过准数关联得出最佳扰流子长度下管程对流传热系数的数学模型。结果表明,在雷诺数为１０＾２～１０＾３（通常高粘度流体在管内的流动状态为层流）,随着雷诺数的增加,管程加入系数增加的幅度却明显提高。说明当管     

H型翅片管束空气流动及换热特性

为了对不同排列方式的H型翅片管进行数值分析,建立不同布置方式下H型翅片管束流动及换热数值模型,获得两种典型布置下的流动及传热特性变化规律。结果表明,H型翅片特殊沟槽结构使背风侧形成纵向冲刷流场,存在明显的三维流动特征,使得其具有自清理、不易积灰的功能;错排翅片基管传热系数大于等间距排列的基管,并且随速度增大,换热效果差异越明显;管束行距对翅片管传热系数的影响明显大于列距的影响,管束行距增大,引起流道内空气平均速度下降,传热系数降低,流道损失减小。     

倾斜式波纹翅片管传热及流动阻力性能比较试验

对新开发的空气冷却器倾斜式波纹翅片管与传统的国产平直翅片管的传热性能及流动阻力性能进行了对比试验,给出了相应的传热系数曲线和流动阻力系数曲线,并分析了产生该试验结果的原因及理论依据。当空气流经该新型倾斜式波纹翅片管时,由于该翅片管能使气流产生强烈的扰流,破坏气流的边界层,导致掠过翅片管束的气流紊流程度加剧,从而提高了翅片管外空气膜传热系数。由试验结果可知,该新型倾斜式波纹翅片管与平直翅片管的j／f值相比,有较大的提高,表明新型倾斜式波纹翅片管的传热及流动性能优于国产平直翅片管,具有较高的工程应用价值,因此新型倾斜式波纹翅片管具有较好的推广应用前景。     

槽式太阳能集热器传热模型及性能分析

槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程,为改进求解的稳定性和计算精度,将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问题,建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型,应用MATLAB软件优化函数fmincon进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用fmincon函数求解集热器传热过程,计算速度快,计算过程稳定。分析表明,传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。     

超临界CO2在螺旋管式冷却器内的传热特性研究

螺旋管结构紧凑、换热效率高,在CO₂气体冷却器中应用广泛. 超临界CO₂热物性变化剧烈,其在螺旋管内的传热特性异常复杂. 通过对不同冷却热流密度和质量流速工况下的数值模拟发现,螺旋管内超临界CO₂传热系数沿流动方向呈近似抛物线分布; 冷却热流密度越大,传热系数峰值越高,出现峰值的流动转角越小; 质量流速越大,传热系数峰值越高,出现峰值的流动转角越大; 不同热流密度与质量流速的比值决定整个流动方向传热系数的涨落,基于此提出了一个适用于均匀冷却螺旋管内超临界CO₂传热计算的关联式,可为螺旋管式气体冷却器的优化与设计提供参考.     

气体绝缘开关设备母线传热模型的建模与分析

利用有限元方法耦合计算涡流场、流体场及温度场,实现气体绝缘开关设备母线温度预测.根据传热学及流体动力学理论建立母线各组分辐射换热方程及对流换热微分控制方程,给出了模型边界条件,计算出母线的温度场分布.根据计算结果,确定了母线外壳及导体表面的分布对流换热系数,分析了母线对流与辐射换热百分比.与工程算法的对比表明,该方法能够准确预测气体绝缘母线导体及外壳温度,对于正确了解气体绝缘开关设备母线的温度分布状况具有一定意义.     

针翅管传热计算及针翅管的应用

本文简要地叙述了在传热设备中，高温烟气的热量通过金属壁面传递给水的情况下，采用针翅管作为对流受热面可以提高传热量的原理，并提出粗略的计算方法。本文还以已开发的采用针翅管的传热设备为实例，应用上述计算方法进行计算，同时以所得的结果与采用相同受热面的普通烟管进行比较，其传热量明显增加，约可提高２０％。本文最后对采用针翅管的传热设备的实测数据进行分析来说明采用针翅管作为对流受热面所取得的实际效果。     

循环流化床外置换热器壁温偏差改进措施

为了解决660 MW超超临界循环流化床锅炉外置换热器中受热面的壁温偏差问题,通过数值计算,复现600 MW超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温分布,并将该方法应用到相同尺寸的超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温计算中. 通过对边壁区域3片管屏工质节流,从工质侧解决超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差问题,使受热面计算壁温偏差控制在30°C以内,实现受热面管材安全运行. 通过冷态试验,发现颗粒侧传热系数沿外置换热器宽度方向呈现马鞍形的双峰分布,传热系数最大值出现在距离边壁约0.2倍宽度范围内,通过调整边壁区域气体速度可以提高该区域的传热系数,为运行过程减缓局部偏差提供参考.     

光管管束的沸腾传热实验研究

本文实验研究了管束间距、管排数、管束排列方式、热负荷大小和沸腾工质物性等因素对光管管束池沸腾传热的影响规律。实验包括有二排管束、三排管束、七管束、十三管束等,管束相对间距在0.9～3.3之间。实验结果表明,对于旺盛核池沸腾区域,管束中管间距的影响甚微,沸腾曲线基本上与光管时吻合;对于自然对流向核沸腾转折区域,管束各管间的影响较大,明显地使传热强化,一般可提高10～100％。     

微小内螺纹管冷凝实验结果及关联式评价

为了研究不同顶角的内螺纹管单相及冷凝的压降及换热性质,对具有相同外径(5 mm)、相同螺旋角(18°)的内螺纹管进行实验,使用制冷剂为R22和R410A,质量流速为200~650 kg/(m2·s）,饱和温度为320 K,进出口干度分别为0.8和0.1.结果表明,内部实际换热面积增加比Aai/Afr是和强化换热系数直接正相关的.其中R22为工质的1#管和R410A为工质的7#管具有相对高的换热系数和相对低的压降.且在计算压降时,应用了Churchill模型［27］得出的摩擦系数及一个合适的相对粗糙度来修正光管的压降关联式.对Kedzierski和Goncalves关联式［11］进行修正,用基于齿根直径的换热面积代替实际内部换热面积,使误差在20%以内. 关键词：     

拱顶油罐顶部传热系数的计算及影响因素分析

对拱顶油罐顶部传热过程和顶部传热系数的计算原理及方法进行了详尽的分析和阐述。罐内油品通过油气界面与油气空间层进行传热,油气空间层内产生自由运动和对流运动,油品蒸汽和空气都参与传热,与静止的气体热传导相比,传热过程要增强。通过算例,利用单元法,对该传热系数进行了精确的计算,并与文献报道的该系数取值进行了对比。计算表明,该系数取０．３～０．７Ｗ／（ｍ２·℃）较为合适,该系数与温度的关系曲线说明了该系数随油品温度变化而变化,分析比较了油罐装满系数、罐容、环境温度、风速等因素对该系数的影响,这些因素变化时,该系数的值也不一样。