三种家用冷冻箱/电冰箱用蒸发器空气侧换热系数的比较

本文研究了三种家用冷冻箱/电冰箱用蒸发器空气侧换热系数。这三种蒸发器为:螺旋绕片管式(内嵌同轴管),连续平板翅片管式(内嵌交错排列管),离散平板翅片管式(内嵌同轴管)。通过实验及数值计算得出了其各自的换热系数表达式。采用最小二乘法拟合出每种蒸发器空气侧换热系数公式,其计算误差小于±5%。结果显示:螺旋绕片管式蒸发器空气侧换热系数在干燥空气条件下数值高于其他两种蒸发器。     

侧置梯形翼翅片管换热器流动与传热特性

针对某翅片管换热器的设计开发,应用RNG k-模型及SIMPLE算法,研究了侧置梯形翼纵向涡发生器的翅片管换热器和平直翅片管换热器在顺排和叉排两种排列方式下其流动与换热耦合特性。在雷诺数500~4 000的范围内,采用侧置梯形翼涡流发生器,顺排布置时,翅片管换热器综合性能因子提高了9.43%~22.67%,叉排布置时,综合性能因子提高了4.89%~14.87%。研究结果表明,侧置梯形翼涡流发生器可以有效地改善温度场和速度场的协同性,提高其换热能力,为设计高性能换热装置提供了参考。     

非对称翅片管式换热器管外对流传热强化实验研究

提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明：非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器;采取相同面积的换热面,非对称翅片管换热器比环状翅片管换热器更加紧凑。     

直接空冷单排管换热器试验研究

通过试验研究掌握单排管换热器流动和传热规律,对于空冷技术的国产化具有重要的意义。详细介绍了试验台架系统和测量方案。在深入分析了单排管换热器流动和传热过程的基础上,利用传热风洞对单排管换热器进行了热工水力试验研究。采用保持空气入口温度不变,同时固定初始温差的方法,综合考察了单排管换热器的流动阻力和空气侧传热系数等关键参数,得到了在不同空气迎面风速下流动阻力和传热的关联方程式,为工程优化设计提供依据。另外,还分析了不凝结气体对单排管换热器传热性能的影响。     

两种流路结构波纹翅片换热器换热与阻力特性的理论研究

本文模拟研究了两种换热流路结构的波纹翅片换热器的换热与阻力特性.模拟结果表明换热器A的换热量略大于换热器B换热量,而换热器A制冷剂侧阻力却远大于换热器B制冷剂侧阻力.综合来看,换热器B流路优于换热器A流路.因而优化流路结构对强化换热器换热和平衡阻力压降有十分重要的意义.     

多头螺旋套管换热器壳程的强化换热数值分析

本文以螺旋套管换热器壳程的强化换热为研究对象,采用Proe建立三维物理模型,导入ICEM做网格划分前处理,运用Fluent软件对各种内管为绕旋螺纹强化管和内管为光滑管的壳程螺旋通道内流体物理模型进行传热和流动的数值模拟,并验证了所用数值模型和计算方法的可靠性。分析比较了内管上无螺纹和螺纹头数对壳程流体换热的影响,并给出其温度场与速度场分布,沿程Nusselt数与摩擦因子的变化特性。结果表明:多头螺纹绕旋内管的壳程强化传热综合性能评价因子η都大于1,有力论证了内管加设绕旋螺纹结构可有效强化壳程的换热性能。     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

水媒管式烟气换热器材料耐腐蚀性评价

水媒管式烟气换热器在工作中面临酸露的腐蚀,换热管材料需具备耐腐蚀性.模拟了水媒管式烟气换热器的腐蚀环境,采用自行设计的浸泡试验方法对8种候选材料的耐腐蚀性进行了比较,并采用扫描电镜对材料腐蚀后的表面形貌进行了研究.结果表明,ND 钢在高浓度硫酸中的耐腐蚀性优于碳钢;不锈钢254SMO在各种浓度硫酸溶液中的腐蚀速率均较低;聚四氟乙烯塑料（PTFE）具有优异的耐腐蚀性.     

涡流发生器强化换热和压降特性的实验设计

针对强化气侧换热是提高换热器效能的关键,设计建立了研究涡流发生器强化换热性能和压降特性的实验测试系统。通过对涡流发生器强化换热机理及压降特性的分析,建立了研究不同结构和尺寸的涡流发生器的实验装置,并详细介绍了实验方案和程序。实验采取的是气-水逆流换热装置,空气、热水入口温度在基本保持不变的情况下,测量换热板壁面温度、气水进出口温度、水流量、风速和气侧压降,研究不同工况下涡流发生器的强化换热性能和压降特性。可选取不同形状的涡流发生器进行对比性实验和优化实验,以更好地评价涡流发生器的性能,为涡流发生器的模型优化和改进提供实验基础。     

柴油颗粒捕集器-烟气换热器集成设计与性能仿真研究

集成后处理功能的烟气换热器是实现内燃机余热回收小型轻量化的重要途径。针对壁流式柴油颗粒捕集器与板翅式烟气换热器,提出集成颗粒捕集-换热功能的多种过滤型烟气侧结构;使用计算流体力学模拟,分析不同结构在高、中、低流量3组工况下的流动与传热性能。结果表明:颗粒捕集-换热集成结构具有良好的流动换热性能,并具有显著的小型化优势,相较于原系统体积减小43.9%~49.7%;本文结构中,方形多孔壁面的烟气压降较小,W形多孔壁面在质量流量较低工况具有更好的换热性能,而方形多孔壁面在质量流量较高的工况下具有更好的换热性能;在金属隔板处合理布置多孔介质有利于强化换热性能。     

具有新型支撑结构换热器的工作特性与分析

在具有新型支撑结构的纵流壳程换热器内,布置有多个导流头支撑结构,使壳侧的换热介质形成周期性的引射流,可提高壳侧的传热系数。通过数值模拟,分析了换热单元内部流场及温度场的分布情况。依据不同锥角的导流头,分别计算了换热器的传热系数和压降。计算结果表明,当锥角取值在特定范围内时,可增强局部区域的换热效率,但增大了换热器的压降。所以,在兼顾换热效率的同时,应将压降维持在较低值。     

全尺寸单排翅管耦合换热的异步CFD模拟

火电厂空冷凝汽器普遍使用单排蛇形翅管作为换热器基管。由于蛇形翅管翅侧几何特征复杂,管内凝结有相变相随,蒸汽到空气的传热经过多个耦合面,用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)同步模拟翅管双侧换热,存在很多困难。提出液膜表面剪切力条件下的管内冷凝模型,分析蒸汽至空气的耦合换热过程和换热面平衡条件,给出耦合换热量的计算方法。将全尺寸翅管换热的数值模拟分解成282个边界条件关联的CFD模块,实现了全管耦合换热的异步计算。对比CFD解与实验数据,两者吻合良好,表明,冷凝模型能正确仿真蒸汽冷凝,异步CFD策略是模拟全尺寸翅管双侧换热的有效方法。基于CFD解,分析了翅侧空气和管内蒸汽的流场特性。     

冰箱用翅片蒸发器管径对换热性能影响的实验研究

家用冰箱蒸发器采用不同的换热管管径,对换热器单体换热性能以及冰箱整机性能均会产生差异.对风冷冰箱翅片蒸发器在不同风速以及不同质量流量下,换热管管径与蒸发器换热性能的影响进行研究,通过换热器性能测试台对5 mm/6.35 mm/8 mm管径在不同风速下的换热系数、换热量、压降损失等性能参数进行对比测试分析,结果表明:在系统质量流量为0.5 g/s、风速为1.6 m/s时,6.35 mm管径蒸发器具有较优的换热性能,较5 mm管径提高9.7％,较8 mm管径提高7％.     

冰箱用翅片蒸发器管径对换热性能影响的实验研究

家用冰箱蒸发器采用不同的换热管管径,对换热器单体换热性能以及冰箱整机性能均会产生差异.对风冷冰箱翅片蒸发器在不同风速以及不同质量流量下,换热管管径与蒸发器换热性能的影响进行研究,通过换热器性能测试台对5 mm/6.35 mm/8 mm管径在不同风速下的换热系数、换热量、压降损失等性能参数进行对比测试分析,结果表明:在系统质量流量为0.5 g/s、风速为1.6 m/s时,6.35 mm管径蒸发器具有较优的换热性能,较5 mm管径提高9.7％,较8 mm管径提高7％.     

冰箱用翅片蒸发器管径对换热性能影响的实验研究

家用冰箱蒸发器采用不同的换热管管径,对换热器单体换热性能以及冰箱整机性能均会产生差异.对风冷冰箱翅片蒸发器在不同风速以及不同质量流量下,换热管管径与蒸发器换热性能的影响进行研究,通过换热器性能测试台对5 mm/6.35 mm/8 mm管径在不同风速下的换热系数、换热量、压降损失等性能参数进行对比测试分析,结果表明:在系统质量流量为0.5 g/s、风速为1.6 m/s时,6.35 mm管径蒸发器具有较优的换热性能,较5 mm管径提高9.7％,较8 mm管径提高7％.     

非对称紧凑式换热器内超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性研究

超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一，系统通过中间换热器传递热量，其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金（LBE）物理性质和热输运性质差异显著，对称式结构无法匹配两侧工质的换热要求，构建了1种非对称式紧凑式耦合换热器，采用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性。结果表明：提升冷侧流体入口速度会显著增强换热；增加热侧LBE入口速度时，总换热系数先降低后增加；提升换热器冷热流体入口温度，换热器的换热系数先减小后增大，存在最优值；在拟临界区内，强浮力作用会大幅提升冷侧换热，而加速效应则抑制换热。     

折流杆换热器在发电厂的应用

以华能汕头发电厂的折流管闭式冷却器的改造为基础,在介绍折流板换热器缺点的基础上,分析了折流杆换热器的换热原理、结构和优点,认为改造后的折流杆换热器具有壳侧流动阻力小、传热系数高、无振动、不断管、安全性好等优点,是一种新型、高效的换热设备。     

螺旋折流板换热器热力设计方法及其实验校核

提出了用于螺旋折流板换热器壳侧阻力及换热性能预测的关联式,即通过一系列修正因子对流体掠过理想管束的阻力及换热关联式进行修正后获得具体换热器的阻力及换热性能参数,并基于Bell-Delaware方法,总结了用于螺旋折流板换热器的热力设计方法,该方法可用于螺旋折流板换热器的设计和校核。同时,选用一台螺旋折流板油冷器实际产品进行了实验测试,获得了其壳侧压降和总传热系数,并将测试获得的壳侧压降和总传热系数用于热力设计方法的校核,通过对比发现,所提出的热力设计方法可以基本满足工业设计的初步设计要求。     

波节管换热器在热电厂供热首站的应用

内蒙古丰泰发电有限公司供热首站原安装的螺旋管换热器由于热效率低、端差大及换热滞后等原因导致破裂泄漏故障。波节管换热器具有传热系数大、变工况适应性良好及自洁功能强等优点,因此将4台螺旋管式换热器改造为波节管式换热器。改造后,换热器具有更好的传热效果和使用性能,换热管束再未发生破裂情况,供热系统的安全稳定性及经济性得到了保障。     

内循环流化床内置床换热器传热特性试验研究

在2.5MW(t)内循环流化床锅炉中试装置上,用自制的传热测试管,进行内置床换热器内传热状况的测定与分析。试验测量换热器中埋管管束表面与床层间的换热系数,研究了流化风速、颗粒粒径、床层温度对平均换热系数的影响规律,分析了埋管表面周向局部对流换热系数的分布状况。结果表明:当换热器内流化风速较小时,换热系数随风速的增加而变大,到达最佳流化风速时,换热系数达到最大值,之后随着风速的增加,换热系数稍有降低,然后趋于定值;颗粒粒径越小,对埋管表面的换热效果越好;埋管表面换热系数随床层温度的升高而增大;埋管的背风面换热系数总体大于迎风面,且随着风速的增加,分布趋向于均匀。针对此型内循环流化床内置床换热器中水平埋管,提出了其表面换热系数的试验关联式,较好地将试验值与预测值的偏差控制在25%以内。