流振旋转螺旋自动除垢防垢技术研究

传热管内的流振旋转螺旋能实行在线、连续、自动除垢防垢，并且结构简单、成本低、通用性强，是传热设备防治污垢很有效的新技术。本文扼要地介绍了该新技术的原理、除垢能力试验及其流体动力学性能试验。     

自动旋转螺旋线传热技术的试验研究

传管内的自动旋转螺旋线传热技术功能强，能实行在线、连续、自动除垢除垢，并能同时提高管程传热系数３０％以上，而且成本低、通用性强、因而是防治传热设备结垢迄今最有效的新技术。本文扼要地介绍了该新技术的结构方案、工作原理、流体动力学试验和工业应用研究的数据资料与结果，还将该技术与国外现有的传热设备污垢防治技术作了比较了评估。     

多元料浆气化装置改造实践与探索

总结了靖边煤油气资源综合利用一期启动项目多元料浆气化装置运行以来的改造实践和探索，包括制浆用水、气化单元和外排废水系统的改造情况及效果，介绍了项目在水煤浆提浓、低压灰水除垢、气化炉渣综合利用等方面进行的新技术应用探索及试验情况。     

利用落叶松栲胶除垢的试验

为了不断扩大栲胶新用途,更好地为社会主义革命和社会主义建设服务,在兄弟单位应用橡椀栲胶除垢取得成功的好经验启发下,在厂党委的领导下,我厂于一九七六年五月份组成了三结合的落叶松栲胶除垢试验小组。一年多来,试验小组遵照毛主席关于“打破洋框框,走自己工业发展道路”的指示,采用落叶松栲胶进行除垢试验,取得了成功,并感到:用落叶松栲胶除垢,较之用橡椀栲胶的效果更为明显。试验结果证明:落叶松栲胶除垢,方法简单易行,经济安全,效果好,无腐蚀,可以代替碱煮除垢方法,从根本改变了过去除垢的工艺规程,改善了工人操作条件。此法尤其适合中、小型没有软水设备的采暖锅炉,对节省人力、物力、降低煤耗,都有很大的意义。现将我们落叶松栲胶除垢试验情况介绍如下:     

磁化除垢影响因素作用规律及其数学模型研究

在交变磁场作用下对碳酸钙进行除垢的影响因素较多，为研究磁场条件下不同工艺因素对碳酸钙结垢的影响规律，研究采用正交方法对饱和碳酸钙溶液进行了磁化试验处理，结果表明：磁化时间和初始钙离子浓度为影响磁化除垢的最显著因素，当磁化时间为0.5 h、电流频率为0.6 kHz、线圈匝数为100圈、c₀（Ca²⁺）为1 000 mg/L、波形为方波时，该条件下磁化溶液的电导率平均值为1.474 mS/cm，与未磁化碳酸钙溶液相比，其电导率增加了0.147 mS/cm，电导率可增加11.45个百分点，除垢效果良好。研究通过回归分析方法建立的磁化除垢作用规律数学模型，可为提高管路的磁化除垢效率提供一定的理论依据，也对工业冷却水系统的除垢问题有重要的参考意义。     

低水量立式水冷设备自动除垢防垢技术

介绍了利用塑料纽带和传热介质的位能实现自动除垢防垢装置的结构原理和能量分析的理论根据，论述了自动除垢防垢塑料纽带的结构优化研究结果，报道了初次装机工业应用试验的情况和效果。     

落叶松树皮栲胶在中、小型锅炉除垢中的应用

在全国人民认真学习伟大领袖毛主席关于理论问题重要指示的高潮中,我们试验小组全体同志遵照毛主席关于“独立自主、自力更生”的教导,对落叶松栲胶在中、小型锅炉除垢中的应用做了试验。通过对我厂五台取暖锅炉应用落叶松栲胶除垢的试验,取得了初步效果。试验证明:落叶松栲胶除垢方法简单易行、经济、安全、效果好、无腐蚀,可以代替碱煮除垢。此法尤其最适合中、小型锅炉使用,对节省人力、物力、降低煤耗都有很大的意义。     

锅炉除垢钝化混合清洗液的研究及应用

介绍了混合清洗液的除垢和钝化试验研究结果,由中国科学院金属腐蚀与防护研究所等单位用交流阻抗技术、电子扫描电镜、金相显微镜及毒性试验等检查评定的结论。同时就混合清洗液徐垢钝化机理、除垢钝化、电化学行为、氢脆膜的耐蚀性等方面的试验与结果进行了介绍。该研究成果在大型锅炉上的应用获得了成功,除垢完全。钝化效果好,机组启动后,水汽品质很快达标。     

基于正交试验的交变磁场除垢影响因素作用规律

为优化磁化除垢条件,进而提高磁化除垢效果,采用正交试验方法对饱和碳酸钙溶液进行磁化试验,并对磁化除垢效果进行表征。结果表明:初始钙离子浓度和电流频率为影响磁化效果的显著因素,磁化时间、线圈匝数和波形为不显著因素。磁化除垢的最优条件:初始钙离子为1 000 mg/L,频率为0.9 kHz,磁化时间为0.5 h,线圈匝数为150圈,波形为方波。     

三元复合驱地面管线空穴射流清洗技术评价

随着三元复合驱试验的深入开展,试验区注入井、采出井管线出现了不同程度的结垢现象,因此管线除垢是三元试验过程中非常必要的一项工作。空穴射流清洗可瞬时激射出强力的微射流,无数的微射流汇聚成冲击波彻底粉碎了沉积物,从而达到除垢的效果。空穴射流是物理除垢方法相比于传统的酸洗,不但节约了成本,也减少了对环境的污染,对三元试验的发展给予了保障。     

一种新型受热面传热和流动特性的数值模拟及实验研究

针对余热利用过程中低温热源的含尘量高、不连续及不稳定等特点, 提出了一种新型菱形受热面结构。在传热过程中, 该受热面表现出管束叉排布置的特征, 传热过能力较强, 流动阻力较大, 壳侧对流换热表面传热系数较高。在实施吹灰过程中, 该受热面呈现出管束顺排布置的特征, 易清洗, 吹灰效率高。采用数值模拟和实验方法研究了新型受热面结构的传热和流动特性, 给出了壳侧的Nusselt数和摩擦因子随Reynolds数的变化规律。实验结果和数值分析均表明, 该受热面能够适应现有余热利用过程的基本要求, 在便于清灰和除垢的同时实现高效传热。     

扭带结构影响管内传热与熵产的研究进展

随着工业技术不断发展,传统换热管的传热方式已经无法满足高热流密度下的热量输运要求。扭带插入物是一种能够有效提高换热管传热效率的强化传热元件,以其结构简单、加工容易的特点受到了很多学者的关注和研究。管内流体的传热性能及熵产往往作为评价换热管性能的重要参数,因此扭带结构与流动工质对这些参数的影响成为近年来研究的重点。本文主要综述了近十年来不同结构扭带对管内传热与熵产影响的研究进展。首先,将文献中研究的扭带按照几何结构进行分类,阐述和分析了不同类型扭带对换热管的传热、熵产以及综合性能的影响,试图找出几何结构与换热管传热性能以及熵产之间的联系。其次,介绍了扭带与纳米流体复合传热技术的研究进展。最后,归纳了研究人员为达到传热性能最大化以及熵产最小化而建立的传热和熵产模型,并对模型的优缺点进行了评价。     

脉动热管强化传热及其应用研究进展

脉动热管作为一种新型热管技术,由于其结构简单、传热性能好以及环境适应性强等优点,在热管理、太阳能集热、余热回收等热传输领域都极具应用潜力。高热通量器件、热能的利用和回收等领域的快速发展,对传热装置的传热性能和工况适应性提出了更高的要求。为进一步强化内部两相流传热以及适应不同工况,结构多样的新型脉动热管应运而生。针对新结构脉动热管的研究进展,主要从强化传热性能的内部结构优化、适应不同应用需求的外部新结构及新结构脉动热管的应用研究三个方面进行总结。后续的研究应该在明晰运行机制的基础上,设计出通用性的新结构脉动热管。     

微柱群流动及换热研究进展

微柱群结构能够增大有效传热面积并增强流动扰动,在航空航天、核电站、空调制冷等领域有广阔的应用前景。但是宏观流动传热机理在微尺度下不一定适用,在微尺度领域流动换热受更多因素影响。本文针对结构、纳米粒子以及不同重力水平对微柱群流动换热影响机理进行了综述,总结了国内外在这方面的研究成果。流线型微柱群结构具有较好的传热性能。文中指出微米或毫米级的粒子在液体中易沉降,堵塞微柱群通道,而纳米流体在微柱群通道压降小、纳米粒子不易沉淀且单位体积内的热导率更高,但纳米流体的物性只能在短时间内保持稳定不变。无论是常重力还是微重力下沸腾换热,微柱群结构都存在毛细吸引力,可及时向受热面供给液体并且提供稳定的气泡成核位点,有助于提高传热系数。本文提出临界热通量和气泡离开直径的变化规律是微重力下微柱群结构沸腾换热的研究重点。     

强化传热技术及其应用

重点介绍了有源强化传热和无源强化传热的原理和方法。列举了一些强化传热的典型应用,如电场强化传热、流体诱导振动强化传热、超声波强化传热,翅片管、波纹管、多孔物质结构、纳米材料强化传热等。     

沉浸竖板式低温海水换热器的设计与应用分析

沉浸竖板式换热器适用于低温海水在换热过程中换热器表面结冰等工况。介绍了该换热器的结构和工作过程,给出了计算其海水侧、载冷剂侧传热膜系数及其结构尺寸的公式。针对一20 kW热负荷的实例进行了具体的设计计算,并分析了实际应用中需考虑的因素。     

单螺旋和双螺旋折流板换热器性能的研究

为了研究双螺旋结构对螺旋折流板换热器性能的影响及其与单螺旋结构的比较,利用热态试验和数值模拟方法,研究了四分之一扇形和三分之一扇形螺旋折流板换热器单、双螺旋结构的壳程传热和阻力性能.热态试验结果表明,单、双螺旋结构的壳程传热系数和压力损失均随流量的增大而提高.在相同流量下,双螺旋结构的壳程传热系数高于单螺旋结构,同时其壳程压力损失也有所增大.但随着流量的增加,双螺旋结构对应的单位压降下的传热性能与单螺旋基本一致.这说明双螺旋结构可以提高壳程传热性能,同时不会影响换热器的综合性能.因此在流体输送动力允许的条件下,双螺旋结构有利于设备处理能力的提高.数值模拟结果表明,由于折流板数量是单螺旋结构的两倍,因此双螺旋结构对壳程流体具有更强的导流作用,流体的分布更加均匀,且呈现出更加强烈的旋转运动.     

孔板结构换热器传热与阻力性能的数值模拟

基于周期性全截面模型及RNG k-ε湍流模型,运用计算流体力学软件FLUENT对不同孔板结构换热器壳程流体流动以及传热性能进行了数值模拟分析,并通过文献试验数据验证了该数值模拟方法的可行性和准确性。在此基础上,对比分析了三叶孔、四叶孔、五叶孔、大圆孔、小圆孔等5种孔板结构的传热与阻力性能,探讨了支撑板等结构参数对其传热与阻力性能的影响,进一步采用场协同原理探讨了孔板换热器的强化传热机理。研究结果表明：采用RNG k-ε湍流模型以及周期性全截面模型可较为准确地模拟孔板换热器壳程流体流动情况;5种模型中五叶孔换热器的传热特性最好但阻力最大,小圆孔的传热效果最差但阻力最小;随着支撑板间距以及开孔高度的增加,换热器壳程的传热系数和压力降均逐渐降低;在支撑板后,速度矢量与温度梯度之间的夹角波动幅度变化剧烈,起到了强化壳程传热的效果;其中五叶孔板的场协同角波动幅度最大,强化传热效果最好。     

选择性激光熔化成形点阵结构及其沸腾传热特性

选择性激光熔化（selective laser melting,SLM）技术具有高度的加工灵活性,能够成形高表面积-体积比的点阵结构,用于强化池沸腾传热。本文主要研究单胞构型、梯度以及SLM成形特性对点阵结构样品强化传热效果的影响。使用CuSn10粉末成形出尺寸为15mm×15mm×15mm、孔隙率为59.82%～62.10%、侧表面轮廓算术平均偏差（R _a）为11.6～15.5μm的点阵结构样品,样品表面存在粉末黏结,可提供大量潜在汽化核心;使用去离子水进行池沸腾传热实验,得出两种单胞构型点阵结构的起始沸腾点（104～105℃）和临界热流密度（86.7～110.2W/cm²）,发现不同单胞构型的点阵结构在沸腾传热过程中有不同的气泡逃逸和液体补充通道;成形出两种下层孔小、上层孔大的梯度点阵结构,将其沸腾传热曲线与均匀点阵结构进行对比,结果表明梯度结构对不同阶段沸腾传热的传热条件有着不同的影响。     

Improvement of mass and heat transfer efficiency in a scale-up microfluidic mixer designed by CFD simulation

Due to scale effects, directly enlarging the size of the micromixer is an easy way to reduce the efficiency of mass and heat transfer in the continuous flow chemical process. It is urgently needed to solve the problem of mass and heat transfer efficiency of the scale-up mixer. A scale-up microfluidic mixer with a porous structure was designed to improve the mass and heat transfer efficiency using computational fluid dynamics (CFD) simulations. The effects of rotation angle, porosity, and baffle spacing were studied to optimize the mixer structure. Compared with the 1 mm mixer without structure, the scale-up mixer has a higher mixing efficiency and an 80% reduction in energy consumption at Re ≥ 700. A Nusselt number was used to evaluate the heat transfer efficiency of the mixer during fluid heating. The results show that the porous baffle promotes the generation of secondary flow and enhances the heat transfer effect, making its Nu increase by three times compared with the unstructured mixer. The scale-up microfluidic mixer with a porous structure can effectively improve the mass and heat transfer performance. This study can provide a reference for the design or development of a novel scale-up mixer.