一种新型变截面换热管强化传热性能

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究,并在传热强化理论的指导下,开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明,该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热,而其流阻增加较小,具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内,变截面换热管的Nu和η均随L₁/d_i或L₂/d_i的减小而增大,且η>2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。     

内置转子换热管强化传热性能实验研究

针对光管中加入3种不同导程的洁能芯转子后的换热特性及流体动力学特性进行了实验研究,壳程和管程的工作介质分别为热水和冷水,研究表明:插入转子后,努赛尔数Nu和阻力系数f均增加,并且二者均随转子导程的增大而增大;对插入转子的换热管进行了强化传热性能评价分析,其传热性能评价因子η的数值均大于1,证明其具有强化传热的应用价值,转子导程为150 mm时,实验范围内η最大值为2.01,强化传热效果最好。     

一种新型强化换热结构

换热器在石油、化工、动力、食品及其它许多工业领域等领域有着重要且广泛的应用。而换热效率是衡量换热器优劣的主要指标。为提高换热效率,近年来强化换热受到的人们的普遍重视。本文通过理论分析和数值模拟方式,提出了一种新的强化换热结构。将其与传统的换热器结合,可明显提高其换热效率。     

强化传热换热管的开发与应用

本文综述了已工业化的管内强化的换热管加工制造，结构特点，强化传热机理，主要技术经济指标，适用范围及工程应用实例，阐述了高效节能管的发展趋势。     

3种管内强化管沸腾换热性能对比

对3种不同螺纹结构的强化管的管内沸腾换热性能进行对比实验研究, 采用R22为实验工质。3种强化管的内径和外径相同, 分别为6.9 mm和7.92 mm;管外均为光滑表面, 管内的强化结构参数则不同:螺纹的螺旋角变化范围为14°~18°, 螺纹高为0.15~0.22 mm, 螺纹槽宽度为0.1~0.2 mm。在给定进口和出口制冷剂的状态下, 通过改变管内工质的质量流速, 测试3根强化管的换热特性与质量流速的关系, 并进行性能对比。实验结果表明:3种螺纹管管内沸腾传热系数分别比光管高出60%~80%, 80%~120%和80%。分析认为, 当流动处于层状流或者层状流与环状流的过渡区时, 较大的螺旋角有利于换热;当流体处于环状流时, 较多的螺纹头数有利于换热。     

新型强化换热方法的换热性能研究

通过分析设置翼涡发生器、扰流柱，采用多头螺旋槽管等几种新型强化换热方法的换热性能，得出不同涡发生器强化换热程度不同及换热增强与压力损失的最佳强化效果有别。并指出大容量设备即紧凑式换热器的研究为强化换热、节能降耗提供了可能，发展前景广阔。     

换热管与管板的一种新型连接结构

针对“组合氨冷器”这类特殊结构的换热器,如何解决换热管和管板的拉脱力及密封性能,成为该类产品结构设计的关键.本文介绍一种新的连接结构,以“O”形密封圈配合螺纹堵头来密封换热管和管板,通过实验验证及设备的开车运行,证明该结构完全能够满足设备工艺要求.     

新型强化换热方法的换热性能研究

通过分析设置翼涡发生器、扰流柱 ,采用多头螺旋槽管等几种新型强化换热方法的换热性能 ,得出不同涡发生器强化换热程度不同及换热增强与压力损失的最佳强化效果有别。并指出大容量设备即紧凑式换热器的研究为强化换热、节能降耗提供了可能 ,发展前景广阔。     

扭曲椭圆管换热的壳程强化传热特性

通过搭建扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能测试平台,对扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能进行了实验测试,以实验数据为基础对前人得到的壳程传热与压降性能计算准则关系式的应用范围进行了分析,同时拟合得到了测试用扭曲椭圆管换热器壳程传热与压降性能计算准则关系式,设计了与测试扭曲椭圆管换热器结构类似的折流板换热器以及折流杆换热器,采用相关计算方法对换热器的传热与压降性能进行了计算和比较,并分析了3台换热器的综合性能,结果显示扭曲椭圆管换热器传热效果好、压降低,具有很好的工业应用前景。     

一种新型裂解炉炉管强化传热数值模拟

利用计算流体动力学(computational fluid dynamic,CFD)方法对含新型内插件强化传热辐射炉管(fortified induced turbulence,FIT)进行了流体流动与传热特性的研究,采用RNG双方程模型求解了动量方程和能量方程,给出了FIT炉管内的流体流动和传热特性,包括速度场、湍动强度和温度场的分布;计算了FIT炉管的强化传热因子和压降。研究结果表明,FIT炉管内插件迫使流体流动由活塞流转变为旋转流,增强了流动湍流程度,符合流动-能量场协同理论,同时流体边界层由于FIT炉管的特殊结构而减薄。FIT炉管具有增强辐射传热、减薄边界层、增加比表面积和旋流增强等强化传热特性。相比于普通当量圆炉管,FIT强化传热炉管的整体传热能力提高了20%左右,证明该新型炉管强化传热效果显著,可以在工程实际中应用。     

内置组合转子换热管的综合传热性能

  对螺旋叶片和开槽螺旋叶片两种结构组合转子的综合传热性能进行了实验研究。与光管相比,两种转子都显著提高了换热管内的传热性能,装有螺旋叶片转子和开槽螺旋叶片转子换热管的努塞尔数分别比光管提高了1.06～1.26倍和1.03～1.15倍,引起的阻力系数分别比光管增加了60%～68%和36%～51%。螺旋叶片转子对管内传热性能的提升更为显著,但其引起的管内阻力系数也较大。综合考虑传热和阻力两方面因素,对两种转子结构的综合评价指标值进行比较,开槽螺旋叶片转子具有更好的综合传热性能。     

扭曲管强化传热性能实验研究

在设计的蒸汽-水换热实验台上测试了5种不同导程的椭圆扭曲管和圆管的传热和流动阻力性能.分别对5种不同导程的扭曲管和圆管管内流体努赛尔数,摩擦系数和管内综合评价因子随雷诺数变化情况进行了对比.实验结果表明:扭曲管的强化传热性能明显,且导程越小,强化传热效果越好.在实验测试的雷诺数范围内,扭曲管的努塞尔数为光滑圆管的1.0...     

新型内螺纹波节管强化传热数值模拟

结合波节管和内螺纹换热管的结构特点,提出一种新型强化传热的内螺纹波节管。通过数值模拟的方法对内螺纹波节管的管内传热进行了研究,结果显示,相同工况下,内螺纹波节管管内努赛尔数Nu较普通波节管增大了约10%,强化传热效果明显。此外,对比了不同螺纹尺寸的内螺纹波节管的流动和传热特性,结合管内的阻力情况,得出螺纹牙较低的内螺纹波节管具有更好综合性能的结论。     

流化床浸没换热管传热研究进展

论述了前人对流化床与浸没换热管间传热规律的理解和认识,介绍了常用的传热模型及其实用条件,总结了近年来在实验研究等方面所取得的进展。     

内置开孔螺旋叶片转子换热管强化传热实验

以60%甘油水溶液为管程介质,对内置不同孔径开孔螺旋叶片转子换热管过渡区传热和阻力特性进行了实验研究。对光管性能进行了实验验证,以保证实验结果的可靠性。同时,对比分析了转子开孔孔径对其强化传热性能的影响,实验结果表明：内置S=0.375螺旋叶片转子换热管努塞尔数比内置S=0以及S=0.25螺旋叶片转子换热管的努塞尔数分别高出9.5%和21%左右,阻力系数高出9%左右。而对于综合性能而言,内置S=0.375螺旋叶片转子换热管的综合评价因子大于内置S=0螺旋叶片转子换热管的综合评价因子,内置S=0.25螺旋叶片转子换热管综合评价因子最小。综上可得,较大直径的开孔能提高转子的综合性能,但是较小直径的开孔反而会减弱转子的强化传热综合性能。     

换热管内置螺旋弹簧对传热性能影响的研究

通过粒子成像测速(PIV)技术,研究了内置螺旋弹簧对换热管传热性能的影响,并分析了螺旋弹簧节距、丝径以及中径对管内流场的影响。结果表明,内置弹簧管的强化传热系数明显高于光管,传热效果随弹簧节距、丝径的增大而增大,随中径的减小而增大。通过实验,确定了增强湍流程度的最佳方式。     

不锈钢高通量换热管传热性能研究与工业应用

为探讨不锈钢材料高通量换热管的强化传热性能以及实现该类换热器的工程应用设计,文中给出了常用不锈钢高通量换热管内外表面的结构特征参数,并对该类换热管的传热性能进行了实验研究,结果表明:与光管相比,管内烧结表面的沸腾传热系数提高100%以上,管外纵槽表面的冷凝传热系数提高80%以上。采用Wilson图解法,对实验数据回归分析得到了不锈钢高通量换热管管外冷凝传热与管内沸腾传热的计算关联式,并完成了高通量再沸器的工程设计,设计结果表明比普通再沸器传热效率提高了51.3%,设备进行工业应用后运行良好,为该类型高通量换热器的工程设计提供了依据。     

新型强化换热元件—轧槽管的性能和节能效益

本文介绍单头轧槽管用于单相对流传热时给热系数和摩擦系数的计算,并提出评价此种强化换热管的方法。文章对轧槽管的结构和性能;强化管热效率评价、结垢问题以及轧槽管换热器的节能和经济效益等方面进行了论述。     

波纹换热管传热面积的计算

通过波纹管外表面积的积分计算，得出波纹换热管的传热面积计算公式，并通过数据代入得到常用波纹管传热面积的简化计算公式，为波纹管换热器的设计和传热系数计算提供可靠依据。     

螺旋槽换热管传热面积计算

通过对螺旋槽换热管表面外形结构的分析,采用积分的方法,得出螺旋槽换热管的传热面积计算公式,从而为螺旋槽换热管的相关设计计算工作提供依据。