低气压环境下开缝翅片管换热器换热性能研究

利用低气压环境模拟装置对开缝翅片管换热器在不同气压下的换热性能进行实验研究.研究结果表明:随着气压不断降低,换热器周围空气密度逐渐降低,换热器空气侧换热系数以及显热换热量逐渐降低,而空气含湿量随着气压降低逐渐升高,导致潜热换热量逐渐增加;当气压降至0.058 MPa以下时,换热器空气侧潜热换热量占主要部分,当气压为0.04 MPa时,换热器换热能力与常压下相比下降了36.63%.     

基于GA-BP神经网络的土壤-空气换热器换热量预测分析

文章对位于太原市一个日光温室内的土壤-空气换热器进行夏季工况试验,获得了不同运行工况下换热管内空气的温度和湿度的分布数据.试验结果表明:土壤-空气换热器具有一定的除湿效果;当换热管长度为17.2 m,换热管内空气流速为2 m/s时,土壤-空气换热器潜热换热量占全热换热量的31.37％,且潜热换热量在全热换热量中的占比随...     

湿工况下平直翅片管换热器空气侧传热传质特性研究

建立了湿工况下2排叉排平直翅片管换热器空气侧对流传热传质模型,利用Fluent软件进行了模拟,通过编写UDF(User-Defined Function)添加潜热换热质量源项、能量源项。模拟结果表明空气迎面风速、相对湿度以及壁面过冷度对显热换热系数的影响不大,但会对冷凝对流换热系数产生重要影响。     

烟气在陶瓷膜管内对流凝结换热实验研究

为了研究烟气中水蒸气在陶瓷膜管内的热、质传递规律,通过烟气在单根陶瓷膜管内的对流凝结换热实验,研究了不同烟气参数(流量、温度和相对湿度)和冷却水流量对烟气对流凝结Sherwood数、烟气对流凝结Nusselt数和烟气显热、潜热换热量的影响。实验结果表明:烟气对流凝结Sherwood数、Nusselt数随烟气流量、温度和相对湿度的增加而上升,Sherwood数随冷却水流量增加基本不变,Nusselt数随冷却水流量增加显著上升;烟气潜热换热量与烟气对流凝结Sherwood数呈相同变化趋势,烟气显热换热量随烟气相对湿度、冷却水流量增加而上升,烟气流量大于10 L/min时,烟气显热换热量增长趋于平缓,烟气温度对烟气显热换热量没有影响。研究结果对于陶瓷膜在电厂实际烟气中应用具有指导意义。     

低气压下平直翅片管换热器空气侧刘易斯因子的实验研究

在高空低气压环境模拟舱内对平直翅片管换热器的传热传质特性进行了实验,研究了不同环境压力下刘易斯因子的变化规律和影响因素,并引入了压力修正因子用来预测不同环境压力下的刘易斯因子。实验结果表明:当环境压力从101.3 kPa下降到40 kPa,刘易斯因子变化显著,最大降幅为22.2%,最大增幅为53.7%;当换热器翅片表面为部分湿工况时,入口空气含湿量对刘易斯因子影响较大,全湿工况下入口空气含湿量影响不明显;随环境压力的下降,翅片表面发生部分湿工况到全湿工况的转变,转变前刘易斯因子随环境压力下降而减小,转变后刘易斯因子随环境压力的下降而增大;引入压力修正因子后关联式能较好地预测不同环境压力下刘易斯因子,关联式和99%实验数据点的相对误差在±20%以内。     

微细管束换热器结霜及流动对流换热特性实验研究

利用可视化换热器性能实验台测试了微细管束表面在无换热、大温差、凝露条件下不同风速工况的流动损失与空气侧换热系数。同时探究了超低温工况下,相对湿度和风速对微细管束换热器流动换热特性影响。相对湿度增大,湿空气释放潜热增加,结霜量增大,换热器前后压损增加。高速气流具有剪切作用,风速增大会导致结霜迟滞。     

结构参数对电厂翅片管散热器动态特性的影响

散热器经常处于变化的工作条件中,研究散热器的动态特性有助于改善间接空冷系统的安全和经济运行,而散热器的结构参数会影响其动态特性。根据能量守恒建立了散热器空气、管壁和循环水的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对偏微分方程组进行求解。以迎面风速阶跃变化为典型工况,研究了换热面积、换热系数和工质体积对散热器动态特性的影响。结果如下:当空气侧换热面积增加时,散热器换热量增大,两个稳态之间的空气出口温度差值不变,循环水出口温度差值增加,空气侧响应时间增加,循环水侧响应时间不变。当循环水侧换热面积增加时,散热器换热量增大,两个稳态之间的空气和循环水出口温度差值不变,空气侧和循环水侧的响应时间也不变。换热系数变化时,散热器动态过程的变化规律与换热面积变化时类似。空气侧工质体积变化对散热器动态特性没有影响。循环水侧工质体积增大会使得动态响应时间变长。     

低气压下翅片管换热器空气侧换热特性的实验研究

为研究低气压环境下翅片管换热器空气侧的换热特性,对不同气压环境下空气侧流速和翅片间距对平翅片管换热器空气侧换热特性的影响进行了实验分析。实验环境气压范围为40～100 kPa,换热器迎面风速为1.0～3.5 m/s,翅片间距2～3 mm。研究表明:实验工况下环境气压40 kPa时空气侧传热因子仅为常压下的30.42%～46.41%;低气压环境空气侧流速和翅片间距对空气侧换热的影响趋势与常压数据基本保持一致;不改变换热器结构,环境气压的变化仅影响空气物性,而对空气的流动状态的影响不大;翅片间距影响随Re的减小和环境气压的降低而减弱,两种翅片间距模型空气侧传热因子平均差异在环境气压为100 kPa时为12.07%,40 kPa时缩小为3.00%。     

凝结水对换热器空气侧热质传递影响的数值研究

为了深入研究析湿工况下换热器空气侧热质传递与阻力特性,运用Fluent软件及其UDF自编程的方法对湿工况下翅片管换热器的翅片表面冷凝过程进行数值研究。研究表明,Nu数随入口相对湿度和Re数的增大而增大,f随入口相对湿度增大而增大,随Re增大而减小;且相较于实验值,Nu和f模拟值最大误差分别为23.95%和15.01%,最小误差分别为6.67%和7.06%。     

土壤空气换热器换热特性的模拟研究

文章针对日光温室环境下土壤空气换热器的换热特性进行了研究。首先通过监测土壤空气换热器沿程空气温度的全天变化,分析了试验工况下土壤空气换热器的动态换热过程及系统性能变化规律。研究结果表明,在试验工况下,土壤空气换热器系统的性能系数(COP)可高达24.1。在此基础上,通过建立土壤空气换热器的非稳态换热模型,模拟研究不同的入口风速对土壤空气换热器换热性能的影响。研究结果表明,当换热管入口空气温度相同时,随着入口风速的增加,土壤空气换热器进出口空气温度差逐渐减小,出口处空气温度与土壤温度差值逐渐增大,这意味着土壤空气换热器有效换热长度逐渐变长。在此过程中,土壤空气换热器系统的换热量和COP随着入口空气风速的增加呈现出先增后减的规律。通过模拟结果可知,当入口风速达到5.5 m/s时,土壤空气换热器系统的换热量与COP均达到最大值。     

膜式全热换热器EHD电场强化换热的实验研究

为提高膜式全热换热器的换热效率,对换热器中流场施加高压电场,在相同的实验条件下,通过测量换热器的显热和潜热效率来分析外加高压电场对换热效果的影响,并且在此基础上,测试了不同电极电压、风速情况下换热器的换热效果。实验结果表明,在换热器流场中施加高压电场,能够有效地提高换热器的显热效率,对潜热效率的提高则不明显;在低风速的条件下,强化换热效果更加明显。     

汽车空调暖风系统平行流换热器换热性能研究

平行流换热器以其结构紧凑、换热效率高的特点已广泛应用于汽车空调中.简要介绍了汽车空调暖风系统平行流换热器结构,采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对平行流换热器的换热性能进行了分析,比较了空气侧风速和水流量对其换热量和流动阻力的影响.模拟结果表明:在增加相同百分比的情况下,增加空气侧风速比增加水流量对换热器换热量的影响大16%左右,但增加空气侧风速和水流量对换热器换热能力的影响均有限;随着风速的提高,换热量增加率逐渐减小,而空气侧阻力增加率越来越大;随着水流量增加,水侧压降增大非常明显;但两者增加对空气侧出口温度影响均不明显.     

土壤水力学特征对水平埋管换热能力的影响分析

以土壤毛管水力特征曲线为基础,通过数值模拟手段,计算分析地下水位线变化对水平换热埋管换热特性、土体热失衡风险和热泵机组技术经济特性的影响规律,并提出“单位热影响面积换热量”这一新的评价指标,讨论土壤水力学特征对水平埋管换热能力的影响规律。研究结果表明：随着地下水位线埋深变浅,埋管水平土壤含水饱和度从12%增加到100%时,在制冷工况下,水平管延米换热量增加了30%,出口水温降低了23%,单位热影响面积换热量提高了47%;制热工况下,水平管延米换热量增加了24%,出口水温升高了25%,单位热影响面积换热量提高了39%。地下水位线埋深和土壤中含水饱和度对水平埋管换热器地下换热效率影响显著。同时,不同水力特征曲线的蓄能土体热失衡风险具有差异性。     

空气侧换热器结霜时传热与阻力特性研究

在质量、动量和能量守恒的基础上,采用分布参数法建立了空气侧换热器结霜时的动态数学模型,该模型耦合了结霜子模型和热交换子模型。利用该模型分析了不同温度和相对湿度下霜的厚度随时间的变化及结霜对空气侧换热器传热与阻力的影响。结果表明：在不同的工况下,空气侧换热器结霜情况不同;空气温度一定时,相对湿度越大,结霜越严重,融霜的时间间隔越短;随着结霜量的增加,换热器的换热量减小,风量也就逐渐减少,阻力却迅速增加。计算出了不同工况下融霜的时间间隔。     

相关参数对增强型冷却塔换热性能影响的研究

以增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟的方法,对其在不同环境温度、湿度及不同换热器布置下的换热性能进行计算与分析,得到不同条件下空气流量和换热量的分布。研究表明:系统换热量随空气湿度增加小幅度增加,而随温度的增加却有较大幅度的下降;在换热面积一定且换热器均匀分组条件下,如换热器间隙有填塞物,换热量随着覆盖率的增加而减小;若换热器间隙无填塞物,换热量随着覆盖率的增加而增加至覆盖率为93%达到最大值,随后减小。最优换热器布置为:覆盖率93%,换热器分组均匀且尽量细分,间隙内无填塞物。     

具有防融霜装置的蒸发器结霜特性及性能仿真研究

以具有防融霜装置的蒸发器为研究对象,建立基于理想最小防融霜补热量和结霜量无量纲关联式的空气源热泵动态模型,并依据实验数据验证其精确性,通过数值模拟分析不同环境参数对具有防融霜装置的蒸发器性能的影响。结果表明：后置式与跨越式系统蒸发器换热系数要高于前置式与传统电辅热系统,霜层厚度更小,分布更均匀;当相对湿度一定时,蒸发器换热系数随温度升高而增大;当空气温度不变时,换热系数随相对湿度的下降而减小,霜层更均匀;温度对蒸发器换热系数的影响比相对湿度更大。     

冷水相变换热器水温变化时的结冰特性

冷水相变能热泵系统中相变换热器两侧水温变化时的结冰特性是换热器结构及系统设计的重要依据。为明确不同水温属于何种结冰工况,本文给出了冷水相变换热器的物理模型,并建立了其传热的数学模型,模拟了中介及冷水侧进水温度变化时的传热过程,依次分析了水温变化对换热量、冰层厚度及除冰能耗的影响,并给出了结冰工况的水温分区图。结果表明：在结冰工况水温分区图中,主动与被动结冰工况的分界线大致为斜率等于0.2的直线;被动与零结冰工况的分界线大致为斜率等于0.4的直线。待冰层生长稳定后,对于主动结冰工况,换热量较无冰层时降低8.07%～11.81%,相变换热器需采用除冰装置定期除冰;对于被动结冰工况,换热量较无冰层时降低0.56%～4.08%,无需进行除冰,但换热管间需预留12 mm的间距以防冰堵。     

环境风影响下换流变压器空冷系统换热性能研究

针对北方地区某高压直流输电换流站,建立了换流变压器空冷系统以及周围建筑物的计算流体动力学仿真模型,研究了不同环境风向和风速影响下空冷系统换热性能的变化规律。研究结果表明：由于周围建筑物的影响,空冷系统的换热性能在不同的环境风向下均有所衰减。当风向为W、风速为6m/s时,环境风流动方向与风机进气方向相反,极1和极2换流变空冷系统的换热能力衰减最为严重,分别下降了38%与40%。在高风速占比最多的NW28°风向下,环境风速逐渐升高时换热器上方的涡旋随着风向移动,迎风侧换热器出口高温气流回流至其他换热器入口;处于迎风侧的变压器2F换热器换热量最低,沿着环境风的运动方向不同位置换热器换热量呈现先升高后降低的趋势。研究结果为深入理解环境风影响下空冷系统换热性能的变化规律提供了理论依据,也为设计适应真实场景的变压器空冷系统提供了技术支撑。     

夏季间歇运行工况下相变温度对相变回填地埋管换热器传热性能的影响

为探究相变温度对相变材料回填地埋管换热器传热性能的影响,建立管内流体换热、回填区域相变换热及土壤换热的三维耦合传热数值模型,利用焓-多孔介质模型对相变区域相变问题进行处理,研究夏季间歇运行工况下不同相变温度回填材料对埋管换热器传热性能的影响。结果表明:添加PCM,可有效提高换热量,短期内缓解埋管周围热积聚,利用相变温度18℃的PCM回填,单位井深换热量至少比普通材料回填提高49.54%;在间歇运行初期,换热量随相变温度的升高逐渐减小,低相变温度的PCM可明显改善埋管换热量,但随着时间的进行,较高相变温度PCM回填对换热器换热量的改善效果优于前期低相变温度。此外,在运行期间,不同相变温度的PCM表现出不同的熔化、凝固特性,当PCM的熔化、凝固过程交替进行时,可减缓土壤温度在运行期间内波动幅度。     

汽车空调换热器性能试验台的研制及实验分析

根据换热器性能测试的空气焓差法和制冷剂流量剂法,设计了汽车空调换热器性能测试试验台的制冷剂工况系统和焓差室测试系统。该试验装置不仅可以对汽车空调换热器在实际运行状态下的换热量和阻力特性进行试验研究,还可以进行整机性能试验。为验证试验台的稳定性和可靠性,分别进行了环境室工况条件试验以及冷凝器和蒸发器的样件的单体性能测试试验。通过对试验数据的计算分析,得出实验台的主测空气侧和辅测制冷剂侧换热量偏差均在3%的范围内,满足国标和企业技术要求。