板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

螺旋盘管式水-水换热器传热与流动特性实验研究

对螺旋盘管式换热器的特性及国内外研究状况进行了综述,对一种新型的螺旋盘管式水-水换热器进行了传热与流动特性实验研究。实验结果表明,传热系数随冷、热水流速的增加呈现先增加后明显趋缓的变化,存在比较经济的流速数值;实验拟合得到管外流体的对流换热准则关系式,并且得到了一定流速范围内管程和壳程流体压降与流速的关联式,为螺旋盘管换热器的研究及产品设计提供了参考与依据。     

导孔型板壳式换热器的研究与展望

本研究以导孔型板壳式换热器为对象,在综述国内外研究成果的基础上,详细论述了板壳式换热器的结构及其工作原理、板程与壳程的选择以及传热计算和压降计算的相关理论,提供了热力计算的具体步骤和相关公式,指出在设计计算过程中需要注意板片选型、污垢系数取值和误差控制等问题;介绍了板壳式换热器的性能测试方法、传热准则关系式的求解方法,总结了板片结构参数对流动与传热的影响,并分析了壳程入口处存在的物流分配不均匀现象;最后,对板壳式换热器的发展前景加以展望,指出一体化设计、成套化组装和集中智能控制将是板壳式换热器发展的重点方向。     

多流程板壳式换热器流量分布特性的模拟与优化

以多流程板壳式换热器为研究对象,建立了板程与壳程的物理模型并进行数值模拟,分析了流速、流道数对流量分布特性的影响及流量分布特性对传热效率、压降的影响。通过增大导孔直径和改变入口角度对板程进行了优化,通过设置双入口和增加挡板对壳程进行了优化。研究表明:多流程板壳式换热器的板程与壳程均存在严重的流量分布不均匀现象,且板程要比壳程更为严重,不均匀性会随流速和流道数的增大而增大,并导致板程传热效率下降6%～14%、壳程下降2%～5%,且均造成压降的增大;增大导孔直径和改变入口角度均有利于板程流量的均匀分布,但效果有限,双入口模式可以很好地改善壳程流量分布的不均匀性,而添加挡板虽使不均匀性降低,但是造成了压降的增大。     

基于粒子群优化算法的板式换热器优化设计

从板式换热器的结构出发,通过对板式换热器中的流程组合数和冷热流体流速优化分析,得出板式换热器最优结构参数的数学模型,并且结合实例,运用粒子群算法对其进行求解,最终得到更为合适的流程组合数和流体流速,使设计的板式换热器更经济,效率更高。     

连续拼接型螺旋折流板换热器壳程流场与温度场数值研究

针对单弓形折流板换热器壳程压降大、连续型螺旋折流板换热器安装制造成本高的缺点,提出一种连续拼接型螺旋折流板换热器。基于流体力学基本原理与周期性充分发展模型理论,对连续拼接型螺旋折流板换热器壳程流场与温度场进行数值模拟,研究表明：雷诺数在2000~10000范围内,当螺旋角为70°时换热器的综合换热性能最好,且是同尺寸单弓形折流板换热器的15~21倍;利用多元线性回归方法推导出了连续拼接型螺旋折流板换热器壳程对流换热系数与压降的准则数关系式。     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

连续拼接型螺旋折流板换热器壳程内流场与温度场模拟研究

针对单弓形折流板换热器壳程压降大、连续型螺旋折流板换热器安装制造成本高的缺点,提出一种连续拼接型螺旋折流板换热器。基于流体力学基本原理与周期性充分发展模型理论,对连续拼接型螺旋折流板换热器壳程流场与温度场进行数值模拟,研究表明:雷诺数在2 000~10 000范围内,当螺旋角为70°时换热器的综合换热性能最好,且是同尺寸单弓形折流板换热器的15~21倍;利用多元线性回归方法推导出了连续拼接型螺旋折流板换热器壳程对流换热系数与压降的准则数关系式。     

基于耗散理论的螺旋板式换热器多目标优化设计

在理论的基础上,分析了螺旋板式换热器运行过程中,传热和压降引起的耗散数与冷流体出口温度和冷、热流体的流速的关系。利用多目标遗传算法,以传热和压降引起的耗散数最小为目标,对流体出口温度和冷、热流体的流速的组合进行了优化。给出了优化实例,根据优化解对优化效果进行了评价,指出采用优化解对换热器进行设计,可以减少流体流动的压降减少水泵用能,而且可以减少传热单元数、降低设备的投资和运行费用,提高换热器的经济性。     

微细管壳式换热器传热性能分析

对微细管管壳式换热器的流动与传热性能进行了实验研究。根据实验获得的微细圆管换热器对流传热努谢尔特数准则式与流动阻力系数的准则式,分析了微细管管壳式换热器的传热流动综合性能,并与传统的管壳式换热器进行了分析对比。结果表明:微细管管壳式换热器传热流动综合传热性能是传统管壳式换热器的2到5倍,且在实验范围内随着雷诺数的增加而增加。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

Convection Condensation Heat Transfer of Steam-Air Mixture With Heat Pipe Heat Exchanger

A heat pipe heat exchanger (HPHE) was used to investigate the heat transfer performance of steam-air mixture condensation, analogous to the dew condensation of flue gas, when the steam volume fraction ranged from 0 to 20%, and the inlet temperature of steam-air mixture varied from 70 to 120°C. Self-assembled monolayers (SAMs) treatment with n-octadecyl mercaptan was adopted to modify the condensation surface of the heat pipe. The comparisons were conducted to examine the influence of SAMs on condensation heat transfer of steam-air mixture vapor. The results indicate that the convection condensation heat transfer coefficient increases with the increase of steam volume fraction and Re number of the steam-air mixture. As the inlet temperature increases, the heat transfer coefficient decreases accordingly. The heat transfer performance can be improved by the SAMs surface, with a heat transfer enhancement ratio up to 1.6 at a condition of 20% of the steam volume fraction and 1500 Re number.     

管壳式换热器的换热管强化传热技术浅述

介绍了管壳式换热器的换热管强化传热技术,分析了各自的原理、优缺点及推荐的使用场合。采用节能技术的换热器不仅提高了能源的利用率,而且减少了金属材料的消耗,对化工行业提高经济效益具有重要意义。     

利用工业低品位余热的高温热泵供暖系统

实现建筑节能目标任重道远,传统的燃烧矿物质燃料的锅炉供暖方式不仅浪费能源,而且严重污染环境.这里介绍一种全新的利用工业低温余热的高温热泵供暖方案.它不仅使供暖环境实现零污染,而且运行费用是目前各供暖费用中最低的.这种方式必将是我国北方城市热网的最有效的补充.     

热管余热回收器传热计算方法研究

余热回收器设备在结构上的关键部件为高温和低温受热面。因此,对于余热回收器的设计来说,设计的主要难点集中在传热机理、传热模型、高温介质混合的特性研究等方面。本文主要介绍余热回收器换热管内有多种高温介质混合、换热管外有相变过程的传热计算方法,为今后类似余热回收器的设计提供参考。     

Heat Transfer Studies of a Heat Pipe

The present investigation reports a theoretical and experimental study of a wire screen heat pipe, the evaporator section of which is subjected to forced convective heating and the condenser section to natural convective cooling in air. The theoretical study deals with the development of an analytical model based on thermal resistance network approach. The model computes thermal resistances at the external surface of the evaporator and condenser as well as inside the heat pipe. A test rig has been developed to evaluate the thermal performance of the heat pipe. The effects of operating parameters (i.e., tilt angle of the heat pipe and heating fluid inlet temperature at the evaporator) have been experimentally studied. Experimental results have been used to compare the analytical model. The heat transfer coefficients predicted by the model at the external surface of the evaporator and condenser are reasonably in agreement with experimental results.     

热管式热流计的开发研制

通过对传统热流计缺点的分析,研究了新型热管式热流计的结构尺寸和设计准则,并通过现场测试证实了此种热流计的应用可行性,图2参3     

Heat Pipe Finned Heat Exchanger for Heat Recovery: Experimental Results and Modeling

This paper presents an experimental and theoretical analysis of a 6-row horizontal microfin Heat Pipe Finned Heat Exchanger (HPFHE) used for energy recovery purposes inside an air conditioning unit. The experimental campaign investigated both the summer and the winter conditions for European countries by varying the operating conditions at the inlet of the HPFHE. New experimental tests are presented for the identification of low – global warming potential refrigerants, environmental friendly substitutes of the more traditional HFC134a. The results showed the interesting heat transfer capabilities of HFC152a as an alternative HPFHE working fluid. A simulation model previously developed by present authors was validated against the new experimental data collected and then used to simulate the thermal performance of the HPFHE under different operating test conditions, in order to assess the potentiality of seasonal energy savings with HFC152a.     

分区蓄热水箱应用于太阳能热泵中的蓄放热分析

针对冬季太阳能辐射弱且不稳定的特点,提出一种应用于太阳能热泵的分区蓄热水箱,以水泵驱动蓄热水箱循环区与蓄热区的热量传递,并运用热力学原理对水箱循环区与蓄热区的运行状况进行模拟,分析了水箱两区在不同水泵体积流量下的逐时温度变化并与整体式水箱进行对比。结果表明,分区蓄热水箱克服了整体式水箱的热惰性,启动灵活,能在较短时间内达到热泵运行的理想温度,显著提高了系统的性能。