一种改质沥青换热器

正本实用新型涉及一种改质沥青换热器,包括管箱、管箱法兰、管板、筒体法兰、壳程筒体、U型换热管、连续型螺旋折流板,管箱与管箱法兰连接,壳程筒体和筒体法兰连接。管箱法兰和筒体法兰之间设有管板,U型换热管穿过连续型螺旋折流板与管板固定。所述的连续型螺旋折流板为一块折流板;所述的管箱包括分程隔板、管程物料入口、管程物料出口,管箱内设有分程隔板,管箱一侧设有管程物料入口,另一侧设有管程     

基于流固耦合的管壳式换热器热力学计算研究

针对管壳式换热器存在的由于管壳程温差过大而在管板等处产生过大应力梯度的问题,建立典型换热器单元,基于流固耦合和传热理论,采用有限元法和有限体积法,分析研究管壳式换热器的传热特点、流体动力学特性以及管壳式换热器筒体、管板、管箱等结构的温度分布特点。并以此作为温度载荷,研究换热器金属结构的热应力分布情况,取不同路径观察换热器应力集中区域的应力变化,得出换热管、管板以及筒体连接区域的应力分布特性,实现了换热器流体流动、耦合传热以及应力计算的综合分析。     

外螺纹管在低温烟气中传热特性试验研究

为了研究外螺纹管对低温烟气传热强化的效果,搭建低温烟气余热回收试验台,通过对外螺纹管换热器和光管换热器在低温烟气中的传热试验,比较分析外螺纹管和光管2种换热器在不同工况下的传热系数,根据试验数据计算拟合出试验传热关联式。结果表明:外螺纹管换热器的换热系数是光管换热器的1.05~1.09倍;烟气流速从4.5 m/s增加到7.5 m/s时,外螺纹管换热器的换热系数增长率为47%;工质水流速从0.3 m/s增加到0.57 m/s时,外螺纹管换热器的换热系数增长率为2.22%;外螺纹管换热器烟气外侧的传热试验关联式Nu=1.14Re0.48Pr0.3(5×103Re9×103)。     

超临界水煤气化过程换热器沉积状况数值模拟研究;

建立了超临界水煤气化换热器在超临界水与煤颗粒体系下的三维瞬态CFD模型,利用IAPWS物性数据库计算超临界水的物性,应用CFX软件模拟研究了竖直放置的超临界水煤气化管壳式换热器的管箱在不同进料条件和换热器结构下的沉积状况并对其结构进行了优化。利用已有的实验结果对模型进行了验证。研究表明,立式换热器管箱垂直进料在减少颗粒沉积方面优于侧边进料和倾斜进料,合适的管箱高度可以减少颗粒的沉积,应尽量减少1mm以上的大颗粒的含量。研究结果对超临界水煤气化过程中使用的换热器的研究设计具有一定的理论意义和工程实用价值。     

EDR软件在管壳式换热器设计中振动分析的运用

管壳式换热器的振动设计在工程设计中经常被忽略,造成换热管破裂并给生产带来不利影响。通过分析诱发换热管振动的机理,换热器壳程横流速度的增加,将引起换热管较大振动甚至共振。由此带来不同程度的磨损甚至断裂。理论参数组成的用于检测换热管振动的振动判据是考量换热器是否承载振动的基础。利用Aspen EDR软件的振动分析功能,有目的地对管壳式换热器设备结构中最可能遭受振动破坏的区段进行分析,解读报告,是一种在设计之初有效避免和消除振动影响的方法。并且可以给出防治换热器振动的多项措施,包括确定多种工况,开停车分析,U型管设计,进料管尺寸,入口环形分布器设置,入口速度限制,压应力检测等等。     

高效单旋式换热器入口分布器气液混合数值研究

在高效单旋式换热器中,当气液介质分别进入设备时,其入口分布器的合理设置意义重大,两相流混合均匀与否将直接影响换热管中流体的均匀分配及传热效率。根据工程实践中的操作工况,采用计算流体动力学(CFD)仿真技术对换热器一种入口分布器内的流体流动状况进行数值模拟,并在此基础上进行深入分析。结果表明,多孔筛板对于气相均布起到关键作用,但由于密度差异所引起的自然对流,出口截面处液相主要靠近外侧区域分布,中心管区域分布较少,气液混合有待进一步优化。此外,对复杂结构入口分布器的数值模拟,可为相关产品的结构优化提供一定的指导意义。     

新型螺旋盘管换热器的流动及传热性能研究

一种新型的高换热效率的螺旋盘管换热器。将该新型换热器与普通的管壳式螺旋盘管换热器进行理论分析对比,该新型换热器具有以下主要三个方面优势:可轻松拆卸,定期清除管外壁上的污垢;能有效提高管外侧的对流换热系数;有效减少了管壳体本身的蓄热耗能。通过理论分析计算,比较了设计新型螺旋盘管换热器的性能优劣;并进行了实验研究,在实验中,通过对比实验发现新型螺旋盘管换热器管外侧水流速是普通螺旋盘管换热器的2.3倍,管外侧对流表面换热系数是普通螺旋盘管换热器的1.69倍。验证了新型螺旋盘管换热器能够有效提高换热能力,为螺旋盘管换热器的结构设计、性能优化提供有益的理论和实践依据。     

地源热泵U型光管与翅片管换热性能对比研究

分别建立实际工程尺寸的U型光管和内部加纵向翅片的U型管模型,采用FLUENT软件对这2种换热器的换热性能进行数值模拟,研究了工质进口流速、进口温度、钻井深度和回填材料导热系数对这2种换热器换热性能的影响。结果表明:增大流速和减小钻井深度对U型翅片管换热器换热性能的改善较U型光管换热器显著,而进口温度和回填材料导热系数的增大对2种类型换热器单位井深换热量的影响基本相当;增加翅片长度和宽度可有效改善换热情况。文中计算结果可为强化埋管换热器的换热提供依据。     

水平液固循环流化床颗粒分布状况的实验研究

为使水平液固循环流化床换热器更好地强化传热和防垢、除垢,管中颗粒的分布是关键,因此对卧式换热器前管箱进行改造,采用双进料口并在前管箱加入挡板,使得颗粒在管路中分布均匀。在实验中自行设计了一套水平多管液固循环流化床实验装置。采用CCD图像采集系统,获得了颗粒的运动及分布状况。研究表明:挡板的角度、颗粒密度等对颗粒分布性能都有较大影响。通过对实验结果的分析,得到了使固体颗粒在管束中分布效果较好的挡板角度以及较适宜颗粒分布的运行参数,以指导工程放大应用。     

不锈钢超疏水材料在污泥干化尾气的换热研究

本文采用溶液刻蚀法使原样不锈钢的接触角由76.5°增加到了158.3°,实现了由亲水向超疏水转变。利用这种方法制备了超疏水不锈钢管,并将它应用于换热器。利用含粉尘湿空气模拟污泥干化的尾气,研究了换热器在不同湿空气流速下的换热系数的变化情况。研究发现在含粉尘的湿气体工况下,超疏水材料具有优异的换热增强效果。超疏水不锈钢管的换热系数比普通管最大提高了约31.1%,在气体流速为3.75～5.75m/s时,超疏水不锈钢管的换热系数平均比普通管提高了23.9%。     

一种新型板翅式换热器气液分配器分配特性的敏感性分析

两相流动分配不均是影响板翅式换热器换热效率的主要因素。传统的"先混合,后分配"方法不能解决在导流翅片中流向突变时气液分离引起的气液两相流体分配不均问题,因此采用"先分配,后混合"的理念提出了一种新型的气液分配器,气体和液体分别从各自的通道进入分配器,在分配器内均匀混合后进入换热器的翅片换热通道进行换热。通过对分配器内部流场的数值模拟,发现:分配器的气液分配不均匀度随流量的增加而增加,且不均匀度受液相流量的影响比气相大。该气液分配器的气液分配不均匀度相比传统封头结构降低了一个数量级,能够有效改善板翅式换热器层间通道的气液分配特性,提高板翅式换热器的换热效率。     

分布板对液固流化床换热器颗粒分布的影响

以三维Navier-Stokes方程为控制方程,结合k-ε二方程湍动模型,以直径为1 mm刚玉球作为颗粒相,水为流动相,采用隐式有限体积法对流化床换热器内的液固二项流动进行数值模拟.研究了换热器下管箱安装分布板与否及分布板板面结构形式对颗粒分布的影响,并通过下管箱内压力分布的实验结果对所采用的数值计算方法进行验证.结果...     

环形管填充金属泡沫强化相变蓄热可视化实验

针对管壳式相变蓄热器中换热基本单元——换热管开展了强化换热研究，通过在相变材料侧添加金属泡沫以强化蓄热。为了探索金属泡沫对相变蓄热过程强化的效果，设计搭建了相界面可视化的相变蓄热实验台，采用高清摄像机记录换热管内外侧相界面变化过程；通过在径向和轴向布置热电偶以获取相变过程的实时温度响应。测量了流速0.15 m·s^-1下光管和金属泡沫管的蓄热过程，实验结果表明：在相同实验条件（初温、入口流量/温度）下，添加金属泡沫能明显提高蓄热效率，达到相同蓄热效果下纯石蜡管所需时间是金属泡沫管的2.9倍；添加金属泡沫后各测点的温度响应速率均高于对照组，各测试点的温差更小且变化更均匀。     

空气-石蜡直接接触换热特性实验研究

在间壁式换热器中石蜡因为其热导率低影响了蓄热系统的换热速率,采用石蜡与空气直接接触换热可大幅提高蓄热系统的换热速率。把常温的空气通过气体分布器注入熔融状态的石蜡（100~150℃）中,具体考察了表观气速、静液位高度和传热温差等参数对石蜡-空气鼓泡换热中体积传热系数与气含率的影响。实验结果表明,随着表观气速的增大,体积传热系数与气含率随之增大,并且对于气含率,在较低的表观气速下的增长速率更快;在实验条件下,增加静液位高度都只会导致体积传热系数与气含率的降低,而改变气液温差对体积传热系数的影响不甚明显。根据实验结果获得了石蜡与空气直接接触换热的体积Nusselt数经验关联式。     

固液分布器中主分布器的实验研究

在不同结构形式的主分布器条件下，研究了表观液速对换热管中固含率、下管箱内床层高度、静压降及平均固含率的影响。利用体积容积法测量了换热管束中的固含率、刻度尺测量了下管箱中的床层高度、U形管测量了下管箱的静压降，并运用差压法测量了下管箱中平均固含率。采用不均匀度函数衡量了不同结构条件下管束间固含率的不均匀程度。实验结果表明：在换热管下方增加优化后的主分布器可以均匀分布固液两相；主分布器直径变化时对下管箱内流动特性的影响大于主分布器轴向位置改变时的影响。     

气液分离强化传热多孔结构毛细上升特征

气液分离强化传热多孔结构,由于气体、液体在多孔壁面有着不同的力学行为,使得气液两相在多孔壁面发生分离,气体不能进入多孔壁面结构,液体则能自由进入,从而形成气体始终沿管壁运动,液体则在管中心流动这一高效传热流态。多孔壁面的毛细力对气液分离有着重要的影响。采用一种新颖的毛细力测试方法--红外热像测试法测试了多孔强化结构的毛细力。研究发现,多孔结构的毛细力与使用的粉末材料形状、颗粒尺寸及填充孔隙率有关。其中对毛细力影响最大的是粉末颗粒形状,颗粒尺寸次之,孔隙率最弱。     

平行流热管管内两相流动可视化实验研究

平行流热管换热器综合热管轴向高效换热和平行流换热器管外高效换热的优点,是一种新型的热管换热器。为了研究平行流热管工作机理及管内流动过程,搭建了平行流热管可视化实验台并对不同结构参数、不同加热功率和不同充注工质下的启动特性和传热传质规律进行了实验研究。实验结果表明：平行流热管工作机理复杂,并联管路内气柱和液柱在重力和不平衡压力的共同作用下进行互激振荡流动,并且管内出现泡状流、弹状流、环状流等多种流型,同时较高的加热功率和较大的管径会加剧工质在并联各管路之间的往复振荡,增加工质在蒸发段和冷凝段的扰动,提高热管的换热性能。     

垂直管外降膜的切向旋转沟槽型液体分布器特性研究

考察了布液器尺寸、操作温度以及流动工质质量分数、流率等的影响。利用实验数据回归了流体在切向旋转沟槽内流率系数和雷诺数的关系式,可用于工程设计。同时提出了管外切向旋转沟槽液体分布器的设计计算方法,由此方法设计加工的液体分布器已成功地用于工业余热回收的第二类吸收式热泵装置。     

采用填料强化的鼓泡塔直接接触换热性能研究

以正戊烷-水为物系,进行了采用填料强化的鼓泡塔直接接触蒸发换热实验。实验采用顺流操作,考察了分散相流量、温差以及分布器孔径对体积换热系数和汽化高度的影响。实验得出：在戊烷流量为23.868 L/h,分布器孔径为2.5 mm时加填料的鼓泡塔的体积换热系数约为未加填料的2倍;在一定的操作条件下,加填料的鼓泡塔中汽化高度随分散相流量和分布器孔径的增大而增加,随温差的增大而减小;加填料的鼓泡塔中体积换热系数随分散相流量的增加而增加,随分布器孔径的增大而减小,与温差成负幂指数关系。     

Study of an air-lift system,Part II: Heat transfer in co-current,vertical two-phase,non-boiling flows

Heat transfer at the inner wall for co-current vertical air-water mixture flow has been investigated in a 161.5 mm diameter pumping tube of an air-lift system. The experimental heat transfer coefficients were found to be significantly higher than those calculated from a single liquid phase correlation for the same liquid flow rate. The enhancement of heat transfer was found to be related to the flow pattern. A decrease of the heat transfer coefficient was observed in the transition region from slug flow to churn flow. Hydrodynamic and heat transfer models have been used to describe heat transfer during the slug flow regime and a correlation is proposed for the heat transfer coefficient in the liquid plug behind the gas bubble.