用ANSYS预测内置液轮机的换热管内流动场

用换热管内微型液轮机实现换热设备在线、连续、自动防垢除垢及强化传热是一种实用新型专利技术。其中，液轮机的转动性能对在线防垢除垢及强化传热效率有着直接的影响。研究换热管内流场的流动特性对于提高液轮机转动性能具有重要意义。运用大型有限元分析软件ANSYS／FLOTRAN，数值模拟了内置液轮机的换热管内湍流场，结果有助于液轮机的性能分析及优化设计。     

液轮机强化管内换热的研究

管壳式换热设备强化传热的方法之一是管内插入物。插入物的形式很多,但大多为单一的强化传热技术,不能防垢除垢。而污垢的存在却大大降低了换热设备的传热系数,增加了能量消耗。换热管内液轮机则实现了换热设备在线自动防垢除垢并强化传热。对液轮机强化管内换热进行了理论及试验研究,提供了传热和阻力的试验数据和方法,分析并得到了膜传热系数关联式。结果表明,液轮机使管内阻力损失仅有少量增加,却较为显著地强化了管内换热。即使与无垢光管对比,液轮机也有效地强化了传热。     

换热管内自动防垢液轮机主要结构参数试验研究

理论分析表明，液轮机的转速随着流体流速的增加而增大，同时流体阻力降也增大。液轮机的结构参数直接影响其转动性能，从而影响其防垢除垢及强化传热性能。通过试验研究，获得了使液轮机具有良好综合性能的主要结构参数，包括液轮机与换热管之间相对间隙及叶片升角的大小，使液轮机能在较低流速下起转，转速高且流阻小。     

换热管内液轮机的转速计算

进行换热管内液轮机转子内流体运动分析,根据动量矩定理求得液流给液轮机的转动力矩及液轮机所受阻力矩,在定态流动时液轮机恒速转动,转动力矩与阻力矩应平衡,由此推导出液轮机的转速计算式。进行15种不同参数液轮机的转速特性试验,试验结果与理论表达式比较一致。理论分析及试验结果均表明,影响换热管内液轮机转速的主要因素是流体轴向流速及叶片螺距。流体轴向流速越大,液轮机转速越高,两者呈线性关系;叶片螺距越大,液轮机转速越低。提出表征换热管内液轮机特征的无因次准数,无因次准数关联了液轮机转速及影响转速的两个主要参数——流体轴向流速和叶片螺距。     

换热管内微型液轮机研究

换热设备积垢热阻大,能耗高,换热设备污垢使中国工业生产蒙受的损失每年达百亿元以上。发明了换热管内微型液轮机用以实现换热设备在线除垢、防垢并强化传热。当管内液体流动时,液轮机自行运动。由于转子不断刷洗换热管,换热管内很难结垢;如果原有积垢,也可除垢;而且滞流边界层受到不断地扰动,强化了传热。工厂试验证明,换热管内微型液轮机在线除垢防垢效果好。该技术对节能有重要意义。介绍了换热管内微型液轮机的工作原理、转速特性、流阻特性及在线除垢工业试验。     

用ANSYS预测内置液轮机的换热管内流动场

用换热管内微型液轮机实现换热设备在线、连续、自动防垢除垢及强化传热是一种实用新型专利技术.其中,液轮机的转动性能对在线防垢除垢及强化传热效率有着直接的影响.研究换热管内流场的流动特性对于提高液轮机转动性能具有重要意义.运用大型有限元分析软件ANSYS/FLOTRAN,数值模拟了内置液轮机的换热管内湍流场,结果有助于液轮机的性能分析及优化设计.     

换热管内装微型液轮机三维紊流场数值模拟

用换热管内微型液轮机实现换热设备在线、连续、自动防垢除垢及强化传热是新发明的一种专利技术。液轮机的转动性能对在线防垢除垢及强化传热效率有着直接的影响。研究换热管内流场的流动特性对于提高液轮机转动性能具有重要意义。运用CFD软件数值模拟了换热管内液轮机的紊流场。     

内置扭带换热管三维流动与传热数值模拟

对自转扭带换热管内流体的运动进行了分析,根据流体在自转扭带管内的切向运动特点,提出将自转扭带等效虚拟于静止扭带的思路。建立内置螺旋扭带换热管流体流动的三维物理模型,采用大型CFD软件FLUENT6.0中的RNG k-ε模型对内置扭带换热管内的流动与传热进行了数值模拟,得到了内置扭带换热管流体流动的速度、压力、湍流强度场分布规律及传热特性。比较了静止、旋转及旋转等效虚拟静止扭带换热管的传热和阻力降特性,分析了不同螺距对强化传热和阻力降的影响。速度场的模拟值与激光测速仪试验值进行了比较,二者吻合较好。     

换热管结构、性能及其编织强化换热管传热分析

换热管设备基于不同的材质,在导热性能应用效果上存在非常典型的差异,换热管的性能和结构也会影响换热管的传热状态。本文以换热管结构性能和编织强化换热管传热为基本分析要点展开具体分析,明确换热管在实践应用中的基本结构特征,以及经过材料改良后的应用性能。具体研究中,以中空纤维换热管的制备过程为研究基础,系统分析了这种换热管设备的基本形态、制备过程、性能特征、传热效果。研究中,应用非溶剂致相分离法进行相关的试验操作,并且通过非致密层填充水法,达到了提升换热管导热性能的目标。     

螺旋四叶换热管传热与流动性能数值模拟研究

设计了一种新型高效螺旋四叶换热管。通过数值模拟分析,得到速度场云图和温度场云图,研究雷诺数为4 000～20 000时曲率半径对螺旋四叶换热管传热与流动性能的影响。研究结果表明:螺旋四叶换热管的传热与流动性能随雷诺数的增大而提高;曲率半径增大能够破坏或减薄边界层,提高螺旋四叶换热管的传热与流动性能,同时减小压降。     

用CO2-空气换热器冷却燃机进口空气的实验研究

对CO2-空气换热器进行了研究和试验,得出了该类型换热器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现空气经冷却后压力损失比未冷却时有5％～10％的减小,而传热因子j和阻力因子f,随换热条件的改变而基本保持不变。将实验结果与参考文献数据相比较,发现阻力因子f与参考文献基本吻合,而传热因子j有所减小。     

波纹管换热器设计标准介绍及相关问题的探讨

波纹管换热器是一种高效管壳式换热器，为推广其应用范围，对其进行强度和安全性研究十分必要。介绍了波纹管换热器强度设计的方法和主要内容，对波纹管换热器运行中出现的问题进行归纳总结，通过设计计算实例分析，说明波纹管换热器设计和选用应注意的问题，以供波纹管换热器设计、制造、安全监察和使用部门参考。     

翅片管换热器流程布置对换热性能影响的实验研究

在分析翅片管换热器流程布局对换热器换热性能影响的基础上,通过实验对两种不同流程布局在制冷和制热工况下进行性能对比,分析制冷和制热循环下流程布局的差异和换热器性能提高的原因。同时对改良后的流程布局进行利弊分析,对企业选择流程布置具有参考意义。     

换热管内旋转超声检测技术

主要介绍测量换热管厚度（受腐蚀、冲蚀等损伤）的一项超声检测技术---内旋转检测系统（ IRIS）,其主要用途是对在役的换热管进行壁厚测量,超声波探头通过对中装置在充满水的管子内部以螺旋的方式检测,通过计算机软件的相关处理,得到管子管壁的C扫描、B扫描、D扫描图像,通过分析便可以检测到一些壁厚减薄类的缺陷,包括表面的腐蚀、介质冲刷造成的冲蚀、管子振动造成的表面损伤等,并通过对比涡流检测,让用户更清楚地了解IRIS检测的优缺点,在实际检修过程中合理选择最佳的检测方法。     

土壤源热泵系统埋地换热器换热性能研究

对土壤源热泵系统埋地换热器的影响因素进行研究,分析三种获得土壤热物性参数的方法,得到利用现场测试法较精确.搭建实验台对埋地换热器传热量进行测试,发现室内负荷和埋管循环水流量对埋地管与土壤的换热量影响较大,利用圆柱源传热模型进行模拟验证,模拟结果与实验结果吻合较好.     

壳程螺旋扭片强化传热试验研究

采用自行设计的试验装置和流程,对壳程插入不同节距及开孔的螺旋扭片管束和纯光管管束换热器进行了壳程传热及流阻对比试验,分析了螺旋扭片对壳程传热性能的影响。结果表明,螺旋扭片的节距和开孔对壳程传热性能均有较大影响,但对壳程阻力影响不大;试验范围内,当8000Reo17000时,L=140 mm,d=0的螺旋扭片管束换热器综合性能最好。     

换热管缺陷扭转模态导波检测的仿真研究

换热管作为换热器的关键部件之一,对其进行检测至关重要。扭转模态T（0,1）超声导波具有无频散特性,在换热管检测中有广阔的应用前景。采用ANSYS 有限元方法对T（0,1）模态导波检测进行仿真研究,为克服在ANSYS中Solid 164单元无旋转自由度而无法加载转角或扭矩的问题,提出了通过施加刚体转动间接激励T（0,1）模态导波的方法。研究了转角加载和扭矩加载两种不同激励方式,仿真结果表明两种激励方式都可以成功激励出T（0,1）模态导波,缺陷定位准确,且扭转模态导波在弯管中衰减更大。     

钉头管自支承式换热器壳程性能研究

对钉头管自支承式换热器钉头纵向间距分别为20,35和50mm的三种钉头管-光管混合管束进行了壳程性能试验研究,并与纯光管管束试验进行了比较,得到了钉头管自支承式换热器的壳程摩擦阻力系数和传热膜系数的回归关联式。研究结果表明钉头管自支承式换热器具有良好的壳程强化传热性能,当1000≤Re≤4295时,以钉头纵向间距s=35mm的混合管束的α／Δp性能最优,其平均值比光管管束提高了34％。