内置交替轴扭带的管内层流换热特性

为了提高管内层流换热性能,开发了三种不同的交替轴扭带作为强化换热的扰流元件。通过数值模拟对内置这些扰流元件的管内换热与流动特性进行了研究,结果表明:(1)对于交替轴窄边扭带,在较低Reynolds数下Nusselt数随错位角的增大而增大;而Re较高时,错位角的影响较小。阻力系数f随错位角的变化不大,90°对应的综合性能指标PEC最高。(2)对于交替轴中空扭带,Nu在60°时达到最大值,f随错位角的增加而有较明显的增加,PEC在60°时最好。(3)对于交替轴窄边中空扭带,Re较低时,Nu随错位角增大而增加;而Re较高时,错位角的影响较小。f的最大值出现在错位角为60°时,但错位角的影响并不明显,而且比交替轴窄边扭带的f降低很多。90°错位角对应的PEC最好。(4)总体来看,采用交替轴窄边中空扭带能全面获得优良的热-水力学综合性能。     

内置交替轴扭带的管内层流换热特性

为了提高管内层流换热性能,开发了三种不同的交替轴扭带作为强化换热的扰流元件。通过数值模拟对内置这些扰流元件的管内换热与流动特性进行了研究,结果表明：（1）对于交替轴窄边扭带,在较低Reynolds数下Nusselt数随错位角的增大而增大;而Re较高时,错位角的影响较小。阻力系数f随错位角的变化不大,90°对应的综合性能指标PEC最高。（2）对于交替轴中空扭带,Nu在60°时达到最大值,f随错位角的增加而有较明显的增加,PEC在60°时最好。（3）对于交替轴窄边中空扭带,Re较低时,Nu随错位角增大而增加;而Re较高时,错位角的影响较小。f的最大值出现在错位角为60°时,但错位角的影响并不明显,而且比交替轴窄边扭带的f降低很多。90°错位角对应的PEC最好。（4）总体来看,采用交替轴窄边中空扭带能全面获得优良的热-水力学综合性能。     

内置偏心多螺旋扭带换热管的传热特性研究

通过数值模拟对内置偏心多螺旋扭带换热管的传热特性进行了计算与分析,结果表明:换热管的对流传热强度随着扭带数量的增加而提高,随着扭带扭率的减小而提高。流动阻力损失相对于空管有很大程度的提高。传热性能评价指标在湍流时普遍较低,故多螺旋扭带换热管的使用应考虑流动阻力损失的影响。     

齿边穿孔扭带对管内强化传热的实验研究

研究新型扰流元件--齿边穿孔扭带插入换热管中强化传热的情况,考察影响传热效果的三个因素:孔径、孔距、扭矩。并通过对比实验,分析在换热管中分别插入齿边穿孔扭带、穿孔扭带与无孔扭带时,强化传热的效果。     

内置交错螺旋扭带换热管传热特性数值模拟研究

通过数值模拟对内置交错螺旋扭带换热管的传热性能进行了计算与分析,研究结果表明:换热管的对流传热强度随着扭带偏心率的增加而提高。流动阻力损失随着扭带偏心率的增加,先增加后降低,在偏心率为0. 2时,达到最大值。随着偏心率的增加,换热管的综合传热性能在Re=1000时,持续提高;在Re=10000时,先下降后提高。由此表明,在不同流动状态下,应选择不同的扭带偏心率来提高换热管综合传热性能。     

上行换热管内宽型扭带的阻力特性试验研究

采用不同的宽型扭带在上行换热管内进行阻力特性试验研究,通过对扭带阻力的分析,得出了阻力关联经验公式。试验结果表明,宽型扭带具有在线除垢、防垢的应用价值。     

换热管内置开边槽扭带的阻力与传热特性研究＊

将21种不同结构参数的铝制扭带分别置入换热管进行冷态和热态实验,研究并分析了换热管内置开三角形边槽扭带的阻力和传热特性。实验结果表明,插入开边槽扭带后管内的流动阻力和传热系数都有较大的提高。通过多元线性回归分析,得到了相应的阻力系数关联式和换热系数关联式。由强化传热性能评价分析,得到评价因子φ=1．05～1．35,证明了所研究的扭带具有强化传热的应用价值。     

上行换热管内宽型扭带的转动特性实验研究设计

采用不同的宽型扭带在上行换热管内进行转动特性实验研究.通过对扭带转速的分析,得出了转速关联经验公式,实验结果表明宽型扭带具有在线除垢防垢的应用价值.     

Φ42mm换热管内置铝制扭带强化传热特性的研究

对Ф42mm换热管插入扭带后的阻力特性和传热特性进行了分析,发现插入扭带以后,传热系数和流动阻力均增加,并且二者均随扭带的带宽增大而增大;通过非线性回归分析,得到插入铝制扭带后换热管摩擦阻力系数关联式和给热系数关联式;对插入扭带的换热管进行了强化传热性能评价分析,传热性能评价因子的数值在1．09～1．44范围之间,研究的扭带均具有强化传热的应用价值。     

Ф42mm换热管内置铝制扭带强化传热特性的研究

对Ф42mm换热管插入扭带后的阻力特性和传热特性进行了分析,发现插入扭带以后,传热系数和流动阻力均增加,并且二者均随扭带的带宽增大而增大;通过非线性回归分析,得到插入铝制扭带后换热管摩擦阻力系数关联式和给热系数关联式;对插入扭带的换热管进行了强化传热性能评价分析,传热性能评价因子的数值在1．09～1．44范围之间,研究的扭带均具有强化传热的应用价值。     

Superhydrophobic,heat-resistant alumina-methylsilsesquioxane hybrid aerogels with enhanced thermal insulating performance in high humidity

Heat-resistant alumina aerogels serve as prospective thermal insulating materials in the high-temperature fields, whereas the inherent hydrophilicity and thermal coarsening restrict their thermal insulating application. In this study, superhydrophobic, heat-resistant alumina-methylsilsesquioxane hybrid aerogels (AlMSAs) were prepared via in-situ sol-gel method combined with supercritical drying to overcome the aforesaid obstacles. The transformation from hydrophilicity to hydrophobicity is achieved by regulating the molar ratio of methyltriethoxysilane. The aerogel exhibits homogenous superhydrophobicity with contact angle reaching up to 152.6° when the molar ratio of Al to Si is 2 (AlMSA2). AlMSAs show superior heat resistance up to 1300 °C, suffering no α-Al₂O₃ transition and minor grain growth. Quartz fiber reinforced alumina-based aerogel composite (QFAlMSA2) is prepared to study the thermal insulating performance in practical application. The thermal conductivity of QFAlMSA2 reversibly increases by 5.0% subject to 90% relative humidity (36 °C) for one month due to the superhydrophobicity. QFAlMSA2 exhibits a low thermal conductivity of 0.0542 W/(m·K) after being calcined at 1200 °C and a moderate temperature of 113 °C when exposed to a butane flame for 30 min. This study offers meaningful insights into developing alumina-based aerogel materials for high-moisture and high-temperature thermal insulations.     

冷却表面影响高湿气流局部凝雾及成膜现象

采用气液两相湍流k-ε模型,通过引入局部冷凝推动力实现两相传热传质的耦合,对冷表面作用下高湿气流的冷凝过程进行了模型研究,并应用CFD方法对模型进行了数值模拟.对恒壁温冷凝管外混合气体在环形空间湍流冷却冷凝的温度分布、湿度分布及其凝雾区间分布的模拟结果显示,凝雾的产生受蒸汽过饱和度控制,而其分布受过程传热推动力影响.基于体系整体不饱和、局部过饱和的热力学非平衡状态,冷凝区间前端主要发生雾状冷凝,在x*＝0.7附近,随着凝雾在冷表面上逐渐积聚成膜,凝雾过程过渡为膜状-雾状冷凝协同作用.相同工况下,由本模型计算得到的冷凝量与高湿气流冷却冷凝现场实验数据的相对误差为±9%,验证了本文的模型与数值模拟.     

火管式废热锅炉高温侧管板的热防护

介绍硫磺制酸装置火管废热锅炉板的热防护方法。采用锆刚玉套管插入高温侧管口,套管与换热管之间留有间隙,填入硅酸铝隔热材料;管板表面涂一层厚约８０ｍｍ的锆质耐火可塑料作隔热层。运行实践表明,这是一种行之有效的热防护方法。     

涡产生器翼高对管翅式换热器流动与传热的影响

采用数值模拟方法分析了三角形小翼式涡产生器翼高分别为1.5、1.75和2.0 mm时对圆管管翅式换热器空气侧传热及纵向涡强度的影响。结果表明：在相同Re下,随着翼高的增加,Nu、阻力系数 f 以及量纲1二次流强度Se_m都增大;所研究各模型的Se_m与Nu呈唯一对应关系,并且获得了Se_m与Nu的定量关系;以强化传热因子JF作为评价准则,得出翼高为1.75 mm时能够使换热器获得较优的综合强化传热效果。     

采用折叠扁管与挤压扁管的微通道换热器长效特性

对采用折叠扁管与传统挤压扁管的微通道换热器长效特性进行了对比研究。分别进行了标准盐雾腐蚀实验,对比腐蚀前后两个换热器样品的换热量、空气侧压降和总热阻变化情况,结果表明,折叠扁管的样品在腐蚀后的各项性能均优于挤压管的样品。传统挤压扁管样件的翅片与扁管连接处率先被腐蚀破坏,14 d腐蚀后就可观察明显的翅片脱落现象,且在28 d腐蚀后挤压扁管上出现泄漏;折叠扁管样件则是翅片率先被腐蚀,而翅片与扁管的连接处没有明显损坏,在49 d腐蚀后折叠扁管没有出现泄漏现象。这是由于折叠扁管能方便地配备保护层,实现牺牲翅片保护扁管的方法,在腐蚀过程中能有效地保护更为重要的扁管。折叠扁管的长效特性优于传统挤压扁管。     

Thermal decomposition and hydrogenation of coal dust in a shock tube

A vertical shock tube with fluidized coal particles prior to shocking was used for this investigation. The high heating and quenching rates together with the exceedingly short reaction times obtainable with the shock tube were shown to have a marked effect on the product distribution. Additions of iodine were shown to promote the reaction. The reaction conditions were varied over the following ranges: shock temperature, 600–1200 K; maximum reaction time, 1·29–1·89 ms; pressures in shock, 658–1546 kPa. Electron photomicrographs of shocked coal particles are also presented. The distribution of gaseous hydrocarbons produced from coal subjected to high heating rates and short reaction times during hydrogenation is found to differ considerably from that produced by long reaction times, the gases containing a greater proportion of unsaturates (acetylene, ethylene, and propylene). The presence of gaseous iodine has no effect upon the product distribution of the hydrocarbon gases formed, but permits a lower reaction temperature for a given degree of decomposition.     

Preparation of fused silica membrane with high performance for high temperature gas filtration by sealing and spray coating

In order to improve the gas permeability and thermal shock resistance of the ceramic membranes applied in high temperature gas-solid separation techniques, fused silica and graphite particles were used as the primary raw material and pore-former agent, and the spray coating based-on PVA sealing was applied to prepare the separation membrane. These approaches remarkably decreases filtration resistance by increasing support permeability and reducing the intrusion of ceramic membrane forming particles into the support as well as the thickness of the membrane. The fabricated membrane had an average pore diameter of 9.85?μm and a gas permeability value of 8.2?×?10⁴?m³/(m² h bar), its dust removal efficiency reached 98.6%.