2种材质自旋扭带的转动与压降特性

换热管内置的自旋扭带由薄金属片或塑料片制成,为探明这2种材质扭带的转动和压降特性,选用铝和聚丙烯2种材质的自旋扭带为研究对象,对比分析结构参数和流量对这2种材质扭带转动和压降特性的影响规律。分析结果表明:2种材质扭带转速和压降随流速增大而增大;扭带的宽度和扭率越小,转速越高;扭带的宽度越大且扭率越小,则压降越大;在相同宽度和扭率条件下,聚丙烯扭带的起转流速低于铝制扭带。在相同流速及结构参数一致的条件下,铝制扭带转速高于聚丙烯扭带,而压降反之。根据试验数据拟合出内置铝制或聚丙烯扭带后换热管的压降增量和阻力系数关联式,其预测值与试验值对比的平均绝对误差分别为2.1%和2.3%。研究结果可为工程中扭带的选型提供参考。     

铝制板翅式换热器空气侧传热特性研究

铝制板翅式换热器在气体与液体换热方面应用广泛,其特点是传热效率高、结构紧凑、单位体积传热面积大等。本文利用Kays和London的稳态法对锯齿形翅片的铝制板翅式换热器进行乙二醇与空气换热的试验测试,参照威尔逊绘图法对测试数据进行了处理,得到乙二醇侧与空气侧的传热特性。     

螺旋扭片换热器壳程传热与流阻研究

在水-水系统下对新型螺旋扭片换热器与普通弓型折流板换热器进行壳程传热与流阻对比试验，考察了扭片开孔与否对螺旋扭片换热器壳程传热性能的影响规律。结果表明，在相同流量下，螺旋扭片换热器单位压降下的壳程传热膜系数为普通弓型折流板换热器的1.4～8.0倍；而开孔扭片换热器的传热效果优于无孔扭片换热器。说明螺旋扭片换热器是一种结构更为合理的新型换热设备，有较好的传热与流阻特性，应用前景广阔。     

纵向多螺旋流管壳式换热器的数值模拟与优化

利用Fluent软件,对插入不同开孔尺寸螺旋扭片的纵向多螺旋流管壳式换热器的壳程流体湍流流动和换热进行了三维数值模拟。结果表明,壳程流体的流动形式与螺旋扭片的螺旋结构很相似,是分成若干流束分别沿着不同的螺旋扭片流动,这样可以提高壳程流体的湍动强度,从而有效地减薄壁面层流底层的厚度,有利于强化传热。对相同尺寸参数的换热器进行试验研究,并与模拟结果进行对比,得出如下结论:当螺旋扭片尺寸为L=100 mm、do=8 mm时,纵向多螺旋流管壳式换热器具有最好的强化传热性能;模拟结果与试验结果误差在±12%以内。     

小热管换热器性能分析与结构优化

对 3种不同结构小型热管换热器的传热性能进行了试验研究 ,应用人工神经网络方法对小热管换热器结构参数进行优化 ,得到了最佳设计参数 ,并从对流换热的角度对结果进行了理论分析 ,为小热管换热器开发研究与应用提供了依据     

内置自旋扭带换热管流阻的计算

对内置自旋扭带换热管内流体运动以及压力降进行了理论分析。内置自旋扭带换热管的轴向流体阻力由2部分组成,一为管内流体与管壁间的摩擦力(即阻力),二为流体与自旋扭带摩擦力的轴向分量。着重研究后者,得到其表达式Δp1;安装了自旋扭带换热管的流体压力降Δp为Δp1与未安装自旋扭带换热管的流体压力降Δp2之和,从而推导出内置自旋扭带换热管流体压力降Δp的理论计算式。进行了内置26个型号自旋扭带换热管的流阻试验,理论计算值与试验结果一致。     

齿状凹槽型扭带在圆管中强化传热性能的数值模拟研究

研究了一种新型内置齿状凹槽型扭带，并基于ANSYS Fluent软件在Re=800～1 600下，对换热管内插入新型齿状凹槽型扭带的传热与阻力特性进行数值模拟研究。模拟结果表明，内置不同长径比的齿状凹槽型扭转扭带，换热管的平均Nu、阻力系数、综合性能评价因子（PEC）与场协同数（I）均随着扭带长径比的减小而增大；将不同长径比的齿状凹槽型扭带与传统SK型扭带进行对比研究，齿状凹槽型扭带的PEC与I都要高于传统SK型扭带。     

超声振动对换热器管内传热和压降影响

利用设计的超声振动装置和管壳式换热器模型 ,研究了在不同超声功率作用下 3种换热管的传热和流动性能 ,得到了超声振动对换热器的传热系数及管程压降的影响规律。结果表明 ,由于超声振动产生的空化效应破坏了层流边界层 ,使传热系数明显提高 ,同时降低了管程的压力降。实验还发现超声振动对波纹管的强化传热和降阻效果优于光管。研究结果为波纹管和超声振动的复合强化传热技术在管壳式换热器强化传热中的应用提供了理论基础。     

螺旋折流片强化壳侧传热研究

从涡旋流动强化传热的机理出发 ,提出了强化换热器壳侧传热的新方案———螺旋折流片式换热器。利用FLUENT流体计算软件对同心套管螺旋片式换热段的壳侧流场、温度场进行了数值模拟 ,讨论了螺旋片结构对其强化传热性能的影响 ,计算结果显示 ,该方案具有良好的应用前景。     

纵向流管壳式换热器强化传热研究与发展

纵向流管壳式换热器具有传热效率较高、流动阻力小、抗结垢能力强、设备投资及操作费用低等优点 ,但在低雷诺数下 ,传热效果不佳 ,郑州大学热能工程研究中心对新型纵向流管壳式换热器进行了数值模拟和试验研究 ,开发出CAD参数化绘图系统 ,提高了这种换热器的性能和设计效率。阐述了纵向流管壳式换热器的研究和发展概况 ,分析了单项强化和复合强化传热的强化结构特点和强化传热机理 ,并从 4个方面指出了这种换热器今后的发展方向     

换热器内自转螺旋扭带除盐防垢研究

传热设备普遍存在不同程度的结垢而导致其传热效果下降,为实现传热管的自动清洗,进行了传热管内自转扰流元件在不同流速下的传热强化及除盐保洁技术的模拟试验研究。依据结晶动力学原理设计模拟试验方案,采用38mm×3mm×2000mm不锈钢管内通NH4Cl热饱和溶液,管外加碳钢套管通冷却水冷却,传热管内分别采用钢丝螺旋结构和塑料扭带进行试验。试验结果表明,在流体雷诺数Re不超过43000的情况下,同等试验条件时,钢丝螺旋结构和塑料扭带在达到平衡时的总传热系数分别比空管提高224%和273%,且塑料扭带除盐效果优于钢丝螺旋结构,可以实现长期连续生产。     

基于两相流型的立式热虹吸式再沸器结果分析

立式热虹吸式再沸器是乙二醇再生与回收系统中的核心设备,针对再沸器气化率低、管程出口管线因气化流型发生振动等问题,采用软件Aspen EDR对管程出口管内径分别为200 mm和300 mm进行了设计对比,通过在换热管内插入扭带对再沸器进行了强化传热.研究了管程出口管内径大小、扭带扭率及扭带厚度变化对气化率和气化流型的影响...     

油介质作用下旋流管式换热器强化传热试验

以单相机油为介质 ,固定水的流速及两侧的进口温度不变 ,通过改变机油的流速来测定不同工况时油的出口温度的方法对光滑管、W形及勺形旋流管式三种换热器的传热及流动阻力性能的影响进行了试验研究 ,得到换热器的传热准则关联式和压降随流速变化的流阻关联式 ,为以油为加热和冷却介质的换热器的设计及改造提供了理论依据。由试验结果知 ,W形及勺形旋流管式换热器的传热性能明显优于光滑管式换热器 ,低流速时又以W形旋流管式换热器为最优。如果以油为工作介质 ,宜采用W形旋流管式换热器。旋流管式换热器是高效换热和节能的新技术产品 ,可广泛用于石油化工、动力、车辆等工业生产领域。     

换热器自转清洗纽带自动阻垢技术的试验研究

为了考察内置自转清洗塑料螺旋纽带的除垢、防垢和清洗效果,以生产现场工业循环水换热器为研究对象,在相同条件下,对有、无自转清洗纽带的换热器污垢粘附速率和管壁腐蚀速率做了应用性对比试验研究。研究表明:自转清洗纽带的防垢、除垢、清洗效果显著,内置纽带管换热器与普通光管换热器相比,污垢粘附速率平均下降46%;塑料纽带对管壁的额外磨损微乎其微,可免除金属纽带对管壁的磨损问题。这些研究结果为自转纽带的推广应用提供了参考依据。     

杆式支撑换热器传热与流阻性能的实验研究

为研究杆式支撑换热器的传热和流阻性能,设计制造了壳程为空气、管程为水蒸气且可变结构参数的流体流动和传热性能热模实验装置。分别在单排、双排管间布杆,不同折流栅间距,以及层流状态(Re≤2300)、湍流状态(Re>2300)下测量了多组实验数据。应用多元线性回归分析将实验数据做回归处理,得出不同状态下传热准数和流动阻力准数关系式,为换热器的工程设计提供了理论依据。     

勺形凹槽螺旋槽管强化传热研究

对5根不同结构参数的铜制勺形螺旋槽管进行了实验研究,结果表明,勺形螺旋槽管用于管内无相变传热时,在紊流状态下,管内传热系数是光滑管的1.4～3.5倍,管内流阻是光滑管的2.1～5.0倍。提出了具有较高精度用于勺形螺旋槽管的传热系数及摩擦因数的实验关联式,为换热器的设计及改造提供了科学依据。     

高效异型强化管的研究现状及发展方向

高效异型强化管的传热机理是通过各种细微加工,在管壁上形成凸起,或将管壁沿轴向制成波纹或螺旋凹槽,建立无源扰动来增大传热系数,强化传热效果。分别论述了螺旋槽纹管、横纹管、缩放管、管内插入物、波纹管、旋流管、高效沸腾传热管、锯齿形翅片管和花瓣形翅片管等各种结构的高效异形强化管的研究现状。这此强化管的传热和流阻试验关联式局限性很大,工作介质基本上是水和空气。为准确确定物性的影响,应扩大试验介质的范围,应以水和油为工作流体,将试验数据整理为传热因子与摩擦因子的关联式。     

基于计算流体力学热流固耦合仿真的换热器折流板结构优化

采用多物理场耦合方法,建立了管壳式换热器的计算流体力学(CFD)热流固耦合仿真分析模型,对20种不同折流板结构参数的管壳式换热器进行了流动与传热的数值模拟。CFD仿真计算结果显示,换热器的折流板间距和折流板缺口高度对流动和传热的影响相互关联,不能进行单目标优化设计。以JF因子作为换热器综合性能的评价准则,对管壳式换热器的折流板间距和折流板缺口高度进行了结构优化设计,提出在换热器内径(d)200 mm、换热管长1 140 mm、并流条件下,该换热器的最佳折流板间距为80 mm(折流板数目为10),最佳折流板缺口高度为0.3d(即60 mm)。     

螺旋扁管的换热性能研究

以雷诺数小于1000的流体为研究对象进行模拟研究,比较螺旋扁管和螺旋椭圆扁管之间的差别,同时分析2种管横截面的场协同角,并与直扁管和直椭圆扁管进行对比。结果认为,2种螺旋管壁面努赛尔数随雷诺数的增大而增大,变化趋势逐渐减缓;2种螺旋管的综合性能评价因子随雷诺数的增大而增大,且螺旋扁管的要高于螺旋椭圆扁管,在此工况下应选用螺旋扁管。自支撑结构的螺旋管,在相同雷诺数下,螺旋椭圆扁管的压力损失小于螺旋扁管,但其传热性能却不如螺旋扁管。     

洁能芯工作原理数值分析及其工业应用

从数值模拟角度详细介绍了转子组合式强化传热装置—洁能芯的强化传热及自清洁原理。洁能芯在发电厂的工业试验和运行效果良好,安装洁能芯经济效益显著,在相关行业有着广泛的应用前景。