蓄热式自净化蒸汽发生装置的设计与实验研究

提出了一种新型的可控小型蒸汽产生系统。利用低谷电能加热蓄热室的蓄热体,需要时利用蓄热体的热能加热水来产生蒸汽。为了提高换热效率采用直接接触换热。同时采用简单的热力净化方式既防止水垢堵塞蒸汽管道又简化了装置。整个系统在运行过程中以直接接触换热器与沉淀池的液位差作为循环动力。实验研究并分析了影响系统循环的主要参数。得出压力、液位高度为主要影响参数,实现了通过调节液位高度来调节蒸汽出口过热度。     

蜂窝体蓄热室结构优化及软件开发

以蜂窝体蓄热室的结构优化为研究目标,模型采用的多目标优化以蜂窝蓄热体的温度效率和热回收率作为目标函数.,以空气流速,换向时间和蜂窝蓄热体的高度为优化变量,模型的计算采用线性加权法,对蜂窝体蓄热室的主要结构参数进行了优化设计,以保证气体在满足换热强度条件下,尽量减小阻力损失。并开发了蜂窝体蓄热室结构优化的软件。     

蓄热式催化蒸汽重整氢气发生器中蓄热体数值分析

利用数值计算对蓄热体的换热进行分析，给出影响蓄热体换热的因素，进行优化设计，得到了更合理的结果．根据优化设计，提出了重整器运行的建议参数，包括换向时间、比表面积、陶瓷载体导热系数和陶瓷密度及其比热．计算表明，增加比表面积，可以提高蓄热体的蓄热能力并提高余热回收率．同时，计算表明，对于蓄热式催化重整器而言，燃料与水蒸汽的流动方向应采用与热烟气相同的流动方向。     

固体蓄热装置蓄热过程模拟分析与实验研究

设计一种采用分组投切的固体蓄热装置,并以此设计搭建总加热功率150 kW的固体蓄热实验装置,搭建热物理参数非定值的数值计算方法,模拟出炉体的温度场分布,并与定值参数进行对比,得到热物理参数非定值与定值的温度曲线和蓄热量曲线;通过数值模拟和实验数据相结合的方法,确定非定值法数值计算方法的可行性;设计一种分组投切的加热方式,对分组加热的固体蓄热装置进行蓄热量及温度分析。结果表明,采用整体加热的炉体温度梯度分布区间较大,传感器点温度有温差;采用分组加热的炉体温度梯度分布区间相对缩小,传感器间温度几乎相等,相同蓄热目标温度下,提高蓄热量6.0%。     

分离式液--气热管换热器的设计与应用

文中介绍一种利用工艺中液体冷却放出热量来加热气体的分离式热管换热器.对液--气换热进行了热力分析与强度、结构的设计计算,以及系统的水动力循环分析.同时给出了实际应用实例,充分说明这种联合换热形式的换热器是合理、可靠的.     

蜂窝陶瓷蓄热体格孔壁面应力变化特性的数值研究

介绍了高温空气燃烧过程中蜂窝陶瓷蓄热体的工作原理和损毁原因,采用代数雷诺应力模型和修正的速度-压力耦合算法SIMPLEC,耦合蓄热体内流体的流动和换热过程,运用有限元分析方法,对蜂窝陶瓷蓄热体格孔壁面上的应力变化规律进行数值研究,并根据计算结果对操作参数进行了改进。结果表明,频繁的蓄热和释热过程变换,使得蓄热体格孔壁面交替地受到拉应力和挤压应力的作用。流体的流速越大,应力变化越大;换向时间越短,应力交替作用的影响越大。适当地调低烧嘴负荷,延长四通阀的换向时间,有利于提高蓄热体的使用寿命,计算结果为蓄热体结构设计和操作参数的优化提供了依据。     

蓄热体结构分析及其内部气体流动特性的数值研究

介绍了不同几何结构蓄热体的比表面积和开孔率的变化情况,在以蓄热量相等为前提的情况下,分析和比较了蓄热小球和蜂窝体两类蓄热体的结构特性。利用CFD软件模拟了蓄热室内气流的轨迹,分析了不同形状蜂窝体的压力损失及中心线速度的变化情况,计算出不同形状蜂窝体内部气体的流动特性、压力分布和换热性能,为设计和选择合适的蓄热体提供了指导。     

分离式液—气热管势器的设计与应用

文中介绍了一种利用工艺中液体冷却放出热量来加热气体的分离式热管换热器，对液－气换热进行了热力分析与强度，结构的设计计算，以及系统的水动力循环分析，同时给出了实际应用实例，充分说明这种联合换热形式的换热器是合理，可靠的。     

严寒地区单体建筑太阳能-相变墙系统蓄热特性研究

利用太阳能对水加热并通入相变墙进行蓄热,对减少严寒地区单体建筑供热能耗有重要意义。以大庆市某单体建筑为例,结合该地区太阳能分布特点及建筑热负荷大小,对适用于该地区的太阳能-相变墙系统进行集热与储热能力计算,并采用CFD方法研究单一工况下该系统的热工变化规律及不同热水参数、换热管规格对相变墙蓄热特性的影响。结果表明：该相变墙热稳定性良好,但受自然对流影响,底部相变材料熔化较慢;管径DN25、入口流速0.3m/s、供水温度310.15K、回水温度309.15K、管间距107mm可使相变材料在4小时内完成蓄热,平均节能率为31.8%。研究结果可望为降低严寒地区建筑供热能耗提供新思路。     

高温空气燃烧系统中陶瓷蓄热体传热特性分析研究

针对小球、圆孔、方格孔、三角孔和正六边形孔蜂窝体等不同几何结构下的陶瓷蓄热体对高温空气燃烧系统的非稳态交替加热和冷却的传热过程的影响进行了理论分析，得出了正方形蜂窝体具有最佳的比表面积和开孔率的结论。建立了陶瓷蓄热体和气体的温度变化微分方程和数值计算的离散方程，并选取实例进行了数值计算，得出了温度变化和传热变化的特性曲线，其与实验测试结果变化规律基本一致。研究结果可以为高温空气燃烧过程中合理有效地控制蓄热体中交替换热过程提供理论依据。     

基于Workbench的固体电蓄热装置换热通道参数优化

为了解决固体电蓄热装置储释热过程的温度分布均匀性问题,需要对蓄热体换热通道结构参数开展优化设计。根据对称性建立了表征空气与蓄热材料传热过程的传热单元,以传热单元平均温度最大和压力损失最小为优化目标,基于ANSYS Workbench的响应面优化模块对蓄热砖的几何参数(高度、宽度、厚度)和换热通道宽度开展优化设计。结果表明：恒定入口流速下,换热通道高度和宽度的增加,对传热单元平均温度的提高影响较小,但是换热通道宽度对压力损失的改变有显著影响;蓄热砖宽度或高度对于蓄热过程平均温度的改变影响明显,水平方向蓄热砖宽度由15 mm增加到40 mm平均温度降低约7.5 K,竖直方向蓄热砖高度由15 mm增加到30 mm整体蓄热温度线性降低(降温幅度7.5 K),竖直方向蓄热砖高度为20 mm、入口温度1 023 K时升温速度达到297.5 K/h;通过传热单元结构参数敏感性分析可知,设计换热通道选择的蓄热砖宽度和高度均不宜过大。     

太阳能吸热器换热管蓄热数值模拟与试验研究

对以高温共晶盐LiF—CaF2为相变材料(PCM)和以干空气为工质的相变蓄热系统，采用焓方法建立了以控制体单元为对象的单管相变蓄热模型，并对系统进行了数值分析，得到了循环工质气体出口温度、相变材料容器最高温度和平均壁温等参数的瞬态变化曲线，实验研究了吸热器换热管的蓄傲热性能，分析了工质进口温度、输入热流级工质流量对工质出口温度、PCM容器平均壁温及最高壁温的影响。计算结果和试验表明单元换热管的蓄傲热性能达到了设计要求，试验结果与数值计算吻合良好。     

三分仓回转式空气预热器传热的数值解法

根据回转式空气预热器的工作机理,通过理论分析,把金属蓄热元件视为某一假想的流体,将非稳态传热与金属蓄热元件的机械运动等同于稳态换热过程,采用控制容积法建立了回转式空气预热器的流体动力学传热微分方程组与对应的差分方程组,详细给出了数值解法的计算过程,并以某220 MW锅炉机组的三分仓冷、热分段回转式空气预热器为例,结合实际运行参数进行了校核热力计算.结果表明:该数值解法合理、收敛快且具有合理的计算精度,可以得到空气预热器运行中金属蓄热元件、烟气与空气的温度分布;经与实际运行参数校核,与设计工况参数较吻合.     

船用增压锅炉炉膛对流换热量的计算与分析

根据船用增压锅炉炉膛换热的特点,通过一种在前苏联1973年热力计算标准方法基础上改进的热力计算方法,计算对流换热在炉膛总换热量中的比例,并据此分析锅炉负荷与结构对炉膛换热的影响,其结论为船用增压锅炉热力计算方法提供了借鉴.实例计算表明,其结果较好地满足了要求.     

蜂窝蓄热体易损原因分析及其解决措施

针对加热炉采用的蜂窝蓄热体出现的问题,从材质性能、炉内实际情况、结构等方面分析出其破损原因。并设计一种新型的蓄热式烧嘴,通过热态试验对其换热性能与普通蓄热烧嘴进行了比较,表明采用这种新型烧嘴是解决蓄热体破损的有效措施之一。     

热网加热器设计研究

热网加热器是热力系统供热机组的重要组成部分,它是利用汽轮机的抽汽、减温减压的锅炉蒸汽或其它热源来加热热力系统中的网路回水和工业生产等用热水网路回水的加热设备。文中介绍热网加热器的主要结构选型设计、性能及参数、设计计算方法及设计要点,同时还介绍了热网加热器所配备的附件。     

电站锅炉再热系统动态特性数学模型的研究与应用

通过对电站锅炉再热器系统的分析,基于质量守恒、动量守恒、能量守恒、管道金属蓄热平衡方程和热力参数之间的关系式,建立了对流换热式再热系统的动态计算模型,并以600MW电站锅炉机组为例,将由模型计算得出的结果与实际运行数据分析比较,验证了再热器动态模型的精度和合理性,能够较好地反映机组的动态特性。研究结果将为机组动态过程的定量分析和仿真打下良好基础。     

火焰直接加热的有机热载体炉炉型对比与分析

有机热载体炉是化工工艺系统中重要设备,它为系统中的工艺介质提供热量。有机热载体与工艺介质在换热器中进行换热,使工艺介质均匀加热,避免结焦,且能够精确控制工艺介质的温升。介绍了火焰直接加热的有机热载体炉的常见炉型,并通过分析对比其热力参数,给出炉型选择依据。     

基于MgO砖非定值物理特性的蓄热体热分析

以工程中常用的MgO砖蓄热体结构为研究对象,通过热物性参数的非定值特性,拟合出相关参数曲线,并对热物性参数的定值和非定值进行对比分析,通过实验验证非定值分析方法的正确性。以非定值分析方法对蓄热体进行不同蓄热功率分析,得到对应的蓄热时间和蓄热容量的变化趋势,并从蓄热体整体和局部的角度出发,分析蓄热体不同位置的温度分布情况。结果表明,定值、非定值分析结果差异较大,通过实验方法验证非定值分析方法的可靠性。蓄热体整体温度分布由中心向四周呈递减趋势,其局部分析中热源之间的温度呈凹抛物分布。蓄热容量随蓄热功率增加而减小,在该结构下达到理论蓄热容量的80%时,蓄热功率需低于110 kW。     

空间站太阳能吸热器相变蓄热系统瞬态热分析

高温熔盐相变蓄热是空间站太阳能热动力发电系统的关键技术之一，熔盐在日照期储存的热量可以在阴影期通过液／固相变释放并加热循环工质保证连续供电。本文对模拟轨道条件下的单元换热管吸热脂热系统建立了一维瞬态热分析模型，该模型可用来进行空间站太阳能吸热器的概念设计或校校评估。瞬态计算的结果表明单元换热管的蓄/放热性能可以满足发电系统的需求。