间歇传热计算

间歇传热在工业上的应用较为广泛,如贮槽或容器中成批物料的加热或冷却。间歇传热过程的特点是属于非稳定传热,因为设备中液体的温度是随时间而变的。间歇操作的非稳定传热计算较之连续操作的稳定传热计算要复杂一些。工程中的间歇传热计算主要需解决两方面的问题。一是将液体加热(或冷却)到指定温度所需的时间;另是保证传热过程所需的传热面积。鉴于有关间歇传热的计算方法在一般参考书目及设计资料中难以找到,为此,本文将间歇传热常见的六种操作形式的特点及计算方法介绍如下。     

导热油炉的传热计算分析

分析了导热油炉的传热计算方法,包括炉子热平衡、炉膛辐射换热和对流换热计算。并论述了炉膛出口烟气温度、炉膛辐射受热面、对流段烟气流速和排烟热损失等问题。     

新型热法磷酸燃磷塔传热分析与计算

在介绍新型燃磷塔结构的基础上,提出了计算其理论燃烧温度和烟气排放温度的工程方法。同时分析了燃磷量、过剩空气系数及燃磷塔结构型式等因素对其传热特性的影响。结果表明,在空气过剩系数或空气量不变时,最高燃烧温度和烟气排放温度随燃磷量增加呈单调递增趋势;而在燃磷量一定时,过剩空气系数越大,最高燃烧温度越低,烟气排放温度越高。     

探讨螺旋板换热器的传热计算

本文讨论了在传热计算中螺旋板换热器与单壳程、单管程列管式换热器的差异。螺旋板换热器的传热计算在以往采用了与列管式换热器相同的方法，从对数平均温度差△tm的计算式可知，其中作了某种假设，一是传热只在某些流道间进行，一是热流体两侧的冷流体的温度相等，这与实际不符。考虑到螺旋板换热器本身的特点，由于热流体所在流道的内外两侧实际上存在传热，而且两侧流体的温度并不相同，在传热计算中应予考虑。本文从微积分着手，导出了一种新的计算方法。     

间歇传热计算及实例

本文详细地介绍了工业上常见的六种间歇传热形式、传热计算公式以及计算实例。1.常见传热形式间歇传热在工业上的应用较为广泛,如贮槽或容器中成排物料的加热     

%型传热平均温度差的计算

在间壁式换热器的传热计算中,由于冷热流体间的温度差沿管长不断变化,所以要计算平均温度差。对于稳定变温传热,根据理论推导,其平均温度差△t_m的计算式为:     

载热体加热炉辐射室内传热计算分析

载热体加热炉的传热计算包括辐射室内传热计算与对流面传热计算两部分，两者相比，辐射室内传热计算较为复杂，本文对载热体加热炉辐射室传热计算进行了分析讨论。     

波纹换热管传热面积的计算

通过波纹管外表面积的积分计算，得出波纹换热管的传热面积计算公式，并通过数据代入得到常用波纹管传热面积的简化计算公式，为波纹管换热器的设计和传热系数计算提供可靠依据。     

气化炉复合炉衬的传热计算

新型 (多喷嘴对置 )水煤浆气化炉拟采用水冷管和耐火浇铸料组成的复合炉衬结构 .炉内的高温高压对复合炉衬的高温侵蚀十分严重 ,是影响其寿命的重要因素 ,因此合理设计气化炉复合炉衬的结构对充分发挥其材质的作用具有十分重要的意义 .建立了气化炉复合炉衬的传热计算的数学模型 ,同时编制了模型求解的计算程序 ,并用某工艺条件对复合炉衬的温度分布进行了计算 .结果表明 ,该方法可有效计算出复合炉衬的温度分布情况 ,为复合炉衬的设计、运行和维护提供理论依据     

温差驱动型自反馈对流换热系统

在流体导热系统的基础上,引入热功转换子系统,构造了一种温差驱动型自反馈对流换热系统。它可以在无外界机械能输入的情况下,利用换热过程中的温差将部分热能转换为机械能驱动流体流动,达到强化换热的目的。通过最小火积耗散热阻原理优化了流体的对流换热过程,获得了给定条件下对流换热性能最优的速度场和温度场。结果表明:对于本文算例,自反馈系统的换热性能可达同边界条件下的纯导热系统的10倍,自然对流换热系统的8.4倍,验证了温差驱动型自反馈对流换热系统可以实现强化传热的设想。     

换热器壳程局部传热系数的测定方法

提出了一种适用于气体在换热器管束间的局部表面传热系数的实验测试方法。误差分析表明,该方法所产生的最大相对误差为5.11%;分别对空气纵向和横向冲刷正方形与正三角形2种排列方式的管束进行局部传热的实验和数值模拟研究,将实验结果、数值模拟结果与经验公式进行比较。研究表明:实验值与数值模拟、经验公式吻合较好,最大偏差小于10%;综合误差分析与实验结果比较,表明该方法简单、方便,并且可靠。     

多喷嘴带相差射流冲击传热的数值模拟

采用数值模拟的方法对带相差的多喷嘴射流冲击传热进行数值模拟,分别得到不同相差和不同射流频率条件下的冲击传热效果。结果显示,在不同的射流喷射模式下,按相差顺序增加方式（B型）喷出的射流传热效果最好,两喷嘴间的相差为0°～180°之间时,传热板的传热效果随着相差角度的增加,传热效果得到增强,且在相差为120°时,整个传热板传热效果最均匀;在频率为0～10Hz时,频率越大,整个传热板传热越均匀,但频率的影响小于相差及喷射模式的影响。     

数据中心冷却系统多级传热温差分析

数据中心冷却系统将IT器件的产热散发到室外环境中去要经过多级传热,本文采用与温差的方法对多级传热进行分析,结论如下：数据中心冷却为在一定温差ΔT驱动下利用载体将芯片散发的热量搬运到室外的过程,过程中存在着热量采集/传热温差ΔT₁损失以及冷源系统排热温差ΔT₂损失;通过减小芯片散热损失,降低气流掺混损失与换热器损失,降低总传热温差ΔT,实现空调系统充分利用自然冷源,运行在完全自然冷却区;当空调系统在完全自然冷却区域运行热管模式时,重力热管COP最高,液泵热管次之,一般高达40～80,甚至超过400,气泵热管最低,并且气泵是现有制冷压缩机COP最高点,可达15～30;当室内外温差小于ΔT₂时,利用补偿温差原理使得制冷循环更加接近热管循环,实现制冷系统最低能耗运行,为数据中心冷却系统节能减排优化提供新的方法。     

层流传热中有效传热温差的改善及复合强化传热

从层流流体有效传热温差的新视角出发, 分析与探讨了换热器层流传热的强化理论。首先对层流流体有效传热温差的现象、细节及其变化规律进行了分析, 揭示了采用插入物强化层流传热的内在强化机理, 探讨了有效传热温差缓变特性的合理利用方法, 提出了改善层流有效传热温差的寻优途径; 其次, 分析研究了缩放管粗糙传热肋面与插入物相配合的协同传热强化机理, 揭示了粗糙肋面协助改善层流有效传热温差的作用与规律。     

介质辐射换热有限元法的扩散综合加速算法

发展了一个基于有限元法的 “扩散综合加速算法”,用于改善传统“源项迭代”技术在求解散射占优型介质辐射问题时计算效率较低的缺陷。该算法通过P₁扩散近似方程修正散射源项,提高迭代计算的准确度,从而实现了求解效率的提升。通过几个算例的分析,结果表明：当前的加速算法是准确高效的,能够明显提高介质辐射有限元法的计算效率,缩短计算时间。随着介质光学厚度和反照率的增大,算法的加速效果越趋明显,计算时间大幅缩短。     

管间高粘度流体的有效传热温差缓变特性

通过数值模拟,研究了85%甘油在旋流片支撑光滑管管束间纵向流动的传热与流阻特性,并与无支撑光滑管束的纵向流动进行了对比,揭示了高粘度流体置换类强化传热方法的有效传热温差缓变特性机理。研究结果表明,层流时,小扭率与大角度旋流片支撑的光滑管管束的传热综合性能更佳,旋流片支撑光滑管管束在有旋流片段可以通过提高有效传热系数与增加有效传热温差的双重途径提高传热速率,而在旋流片下游段则可以利用有效传热温差的缓变特性继续维持较大的传热速率,从而能避免过多的流体置换次数,极大幅度的降低了流体的输送功耗。     

求解多维半透明介质内辐射传递的谱元法

直角坐标系下的辐射传递方程可以看作一类特殊的对流扩散方程,且具有强对流特性。采用数值方法求解该问题需要特别的稳定技术,否则计算结果往往会出现非物理振荡现象。本文发展了基于流向迎风彼得罗夫-伽辽金（SUPG）格式的谱元法来求解多维半透明介质内的辐射传递。采用3个算例对SUPG谱元法求解多维半透明介质内辐射传递的性能进行了检验。结果表明,与伽辽金谱元法相比,SUPG谱元法有效地消除了解的非物理振荡现象,同时与解析解及文献中的结果相比较,SUPG谱元法对于求解多维半透明介质内的辐射传递有着很好的精度。     

高效传热设备发展现状

简要介绍了国内外近年来推出的各种新型高效换热设备，如V型纵槽水平螺旋管换热器、管内加螺旋线的换热器、鱼麟形板式换热器等。简述了新型换热器的传热性能与构造特点及其应用情况。阐述了强化传热元件的开发与应用。