计算传热学在工程换热设备传热研究中的应用

介绍了国内外有关数值传热学 (NHT)在实际工程研究应用中的进展 ,对数值模拟在工程传热技术应用的现状和前景进行了分析 ,作为研究、设计和技术开发的手段和方法 ,数值传热学以及与其相关的并行计算技术、数值模拟仿真技术、流场测试技术以及可视化技术等在工程应用和强化传热研究方面 ,将是研究的重点和发展方向     

管壳式换热器振动疲劳与强化传热技术评析

说明了利用流体诱导振动来强化传热和开发新型复合技术对换热器优化运行的重要性,并结合工程实际给出了振动疲劳的定义.分别对管壳式换热器壳程流体工作流速的一般分析方法和双程强化传热技术进行了评析.以换热器内能量平衡的观点为依据,给出管束长期在振动疲劳效应下工作时,计算壳程流体工作流速的一般流程.最后,确信必须通过应用新型传热元件、利用计算机技术、完善专家系统和丰富故障诊断经验,才能更加有效地利用流体激振的能量强化传热,进一步延长管束的使用寿命,使整个换热系统更好地服务于工业生产.     

保温压煮器的制造技术

压煮器是拜尔法生产氧化铝的主要设备。根据压煮器的结构特点和技术原理,针对性地对设备在制造过程中的关键工序进行有效控制,使设备制造后满足正常使用要求。     

管壳式换热器强化传热的数值模拟分析

阐述了换热器管程强化传热强化管和管内插入物2种结构及其性能特点,并用场协同原理和数值模拟方法分析了其强化传热机理。模拟分析的结果为:光滑管内,速度矢量与温度矢量二者之间的夹角接近90℃,传热效果较差;在管内插入物情况下:两者之间的夹角小于90℃,流场和温度场的协同性更好:从而实现了强化传热。     

热管式固相粉末换热系统传热分析

介绍了一种新型分离热管式固相粉末换热系统的工作原理,并对其传热情况进行了分析.这种新型的分离热管式固相粉末换热系统已得到实际应用,用来加热高炉喷煤用的空气和煤粉的混合物,运行效果良好,增加了高炉的喷煤量,减少了焦炭用量.利用分离式热管作为以固相粉末为换热介质时的传热元件是完全可行的.     

套管结构分离式热管的传热分析

介绍了利用套管的间隙作为工作介质蒸发和冷凝空间新型的分离式热管的工作原理,对该新型套管结构的分离式热管的传热情况进行了系统的分析.这种新型的分离式热管换热器应用于一个固相粉末换热系统--利用高炉热风炉的废烟气加热高炉喷煤用的空气和煤粉的混合物,实际运行工况与设计结果具有良好的一致性,可见利用套管结构的分离式热管作为以固相粉末为换热介质时的传热元件是完全可行的.     

纳米流体强化传热技术及其应用新进展

综述了近年来纳米流体的制备、热传导、对流、沸腾换热等方面的最新研究进展,介绍了纳米流体在微管道散热器中的应用,并对纳米流体技术及应用的发展方向提出了展望.     

直接接触汽化传热实验装置的设计与测试技术

为了研究戊烷与水直接接触汽化传热过程中其液液界面的真实传热温差,文中搭建了汽化传热的闭路循环实验装置,设计了一种戊烷-水直接接触界面面积不变的圆形接触面,运用双平行电导探针测定液液界面的波动情况,采用红外热像技术确定液液界面处水的表面温度,进而确定直接接触汽化传热的真实传热温差,同时通过实验研究了水流速和温度对热通量的影响。结果表明:戊烷汽化传热的真实传热温差Δt远远小于传统计算方法得到的温差Δt_m,这种温差的差别导致了计算得到的真实传热系数远远大于根据传热方法计算得到的传热系数。同时,热通量随着水流速和传热温差的增加而逐渐增加。该实验方法为直接接触汽化传热机理的研究提供了重要方法和新的思路。     

GAS实验装置中高压釜的结构设计

将恒温水浴箱焊接在带视窗的超临界CO2抗溶剂技术(GAS)设备中的高压釜上,留出正面的视窗,高压釜内腔均被水箱包围,在恒温箱底部安装电热管,通电可加热,电热管连接温控范围为0℃~100℃的控温仪。此设计可方便高压釜控制温度,加工方便,经济节约。     

管内污垢流体动力螺旋自动清洗新技术

提出以大截面塑料螺旋线取代钢丝螺旋线解决传热管壁的磨损问题,以预旋结构的管口轴承座-冲推动力轮强化自转塑料螺旋线的清洗动力矩。测试结果表明,传热管内污垢自动清洗的效果好;能够在较低的流速下工业应用;传热强化幅度达到52.6%,比钢丝螺旋线高60%;并且设备阻力不大。     

Analysis of flow pattern and heat transfer in direct contact condensation

In direct contact condensation (DCC) phenomenon, whenever steam (vapor) is injected with very high velocity in sub-cooled water, the momentum and the energy of the steam is transferred to the surrounding liquid, leading to generation of flow pattern, turbulent in nature. The turbulent flow pattern enhances the heat transfer coefficient at the interface of steam jet and water (vapor-liquid interface) as well as at the immersed surfaces (solid-liquid interface). The flow and the temperature pattern in DCC system have been measured using hot film anemometer (HFA). The values of heat transfer coefficient at the vapor-liquid and solid-liquid interface were estimated using the CCA module of the HFA. The nozzle diameter (d₀) was varied in the range of 1-2 mm and the nozzle upstream pressure in the range of 0.3-0.35 MPa (corresponding velocities in the nozzle were 286-304 m/s). The time series of velocity and temperature at the interface were analyzed to get the rates of surface renewal. A comparison has been presented between the predicted and the experimental values of heat transfer coefficient.     

Minimal irreversibility and optimal distributions of heat transfer surface area and heat load in heat transfer systems

A minimum possible rate of entropy production together with corresponding distributions of heat transfer surface areas and contact temperatures is estimated for heat transfer systems with given values of heat loads and heat transfer coefficients. It is proved that the ratio of the temperatures of contacting flows at any point of the system should be the same when the heat flux in the system is proportional to the difference of temperatures. It is also proved that in this case the temperatures of heating flows at the system outlet should be the same.     

热管换热器流动与传热的CFD模拟及试验

根据热管换热器结构特点及传热特性,建立了热管换热器壳程流动与传热的三维物理模型。模型中引入了多孔介质模型中的分布阻力和分布热源的概念,通过CFD计算软件模拟研究了热管换热器压力降与温度场分布,模拟研究结果与试验结果吻合良好,为热管换热器的进一步理论研究和推广应用提供了依据。     

Modeling of the heat transfer in cross-flow heat exchangers

The heat transfer in plate heat exchangers with cross flows of heat-transfer media is considered. At constant values of thermophysical parameters using a model of a one-dimensional flow in cach channel, analytical expressions for the temperature and heat flux distributions are obtained. The efficiency of heat exchangers at different values of dimensionless parameters is estimated. A model is proposed to take into account the two-dimensional flow of heat-transfer media in channels on the basis of empirical relations for the flow resistance and the heat transfer in flat channels.     

逆向传热

对换热器设计中经常遇到,同时又易于忽略的温度交叉和逆向传热进行了深入的探讨并指出其弊病。通过换热器的严格法计算机模拟,对某烃-水换热器,完成规定的热负荷;若采用单台换热器,存在6.5℃的温度交叉,需面积229m2,若采用2台串联,既避免了逆向传热,面积还降低到78m2。通过对于最常用的3类换热器分析得到以下结论:由于存在逆向传热的风险以及对数平均温差校正因子过低,单壳程、双管程换热器不允许存在温度交叉;而对于单壳程、单管程和双壳程、双管程2类换热器,允许存在温度交叉,且无逆向传热之虞。最后指出了解决逆向传热的方法。     

化学法传热强化技术在烧碱蒸发过程的应用前景

讨论了烧碱溶液蒸发结垢、传热效率低、蒸发冷凝液带碱的原因。介绍了化学法传热 强化技术的理论基础。详细介绍了YH-1蒸发促进剂的特点、工业应用情况和前景。     

强化换热凹槽管内流动与传热数值模拟

以水为工作介质,应用三维常物性不可压缩流体稳态湍流模型,对凹槽管内的流动、阻力与传热性能进行了模拟研究,并与光滑管进行对比。结果表明,凹槽管主要通过扰动、漩涡使层流底层的局部温度梯度变大,从而使换热性能比光滑管强。凹槽结构能显著增强流体的扰动和相互掺混,并产生径向漩涡,减小边界层厚度,加剧流体湍流,促使边界层表面快速更新,从而强化传热,但同时也使其流动阻力增加。最后应用场协同理论,从局部换热角度分析了凹槽管强化换热的机制。强化换热另一重要途径是使换热器内速度场与温度梯度场之间夹角变小,改善速度场与温度场协同程度。     

Gas-liquid mass transfer in “dead-end” autoclave reactors

Gas-liquid volumetric mass transfer coefficients, (k_La), have been obtained for “dead-end” autoclave reactors operated in two different modes: (a) gas introduced into the gas phase, and (b) gas introduced through a dip-tube in the liquid. Three different methods of k_La determination have been compared. Effects of agitation speed, impeller diameter, gas to liquid volume ratio (V_g/V_L), position of the impeller and reactor size on k_La have been investigated. The k_La data were found to be correlated as: k_La = 1.48 × 10^?3 (N)^2.18 (V_g/V_L)^1.88 (d_I/d_T)^2.16 (h₁/h₂)^1.16 The critical speed of surface breakage, at which transition from the surface convection to the surface entrainment regime occurs, was also determined for different impeller positions, impeller diameters and gas to liquid volume ratios.     

有机朗肯循环系统蒸发器传热特性分析

为了提高有机朗肯循环(ORC)系统中蒸发器换热效率,采用CFD软件FLUENT数值模拟计算方法与试验相结合,选取6种临界温度不同的待选工质,研究了工质进口速度、热空气进口速度、热空气进口温度、工质临界温度对蒸发器?效率、?损失率的影响,得出蒸发器换热效率最高的工质进口速度、热空气进口速度、热空气进口温度,进而得出各种待选工质的换热效果。研究表明:当工质进口速度为系统最小速度、热空气进口速度为系统最大速度时,蒸发器换热效率最高;待选工质临界温度越高,蒸发器换热效率越好;所有待选工质中换热效果:R245fa>正丁烷>异丁烷> R134a> R143a> R125。     

石灰预热器加料室烟气流场分析

根据石灰预热器加料室的工作原理,建立了不同结构形式的加料室有限元模型,利用计算流体动力学软件Fluent对不同结构的加料室进行仿真模拟,得到了不同加料室内部烟气的分布状况,同时分析了不同加料室结构对烟气流场的影响,从而为优化出相对合理、节能的加料室提供数据依据。