EHD_脉动流混合强化传热换热器的传热与阻力特性实验研究

以水为工质,实验研究了EHD(电场)与脉动流对单管换热器内的传热与阻力特性影响。实验中,电压值设定为0-40 kV,脉动流频率f=1、2、3 Hz,脉动流幅度A=1,脉动流条件下的管内时均流量q=0.1-0.5 m3/h。实验结果表明:管程脉动流单独作用时,同一流量条件下,f增加时传热系数α无明显变化,即脉动流单独作用对圆管传热强化作用不显著;EHD单独作用能显著强化传热,电压相对较小时,α增长缓慢,当电压U30 kV时α较快增长,但随着电压的继续增加渐趋平缓,α最大提高0.12倍;脉动流和EHD具有一定的复合作用,f对有电场强化条件下的α有较大影响,尤其是当U30 kV时,f越大,相同电场强度下管程α越大,对应的α最高可提高约0.25倍;EHD/脉动流混合作用时,随着Re的增大,管程阻力系数λ逐渐降低,并且在相同的Re情况下,脉动强化措施下的λ要明显高于无脉动情况;同一Re条件下,同频率工况时,电压的增大与否,对λ的改变并无影响,即阻力损耗主要来源于脉动流的作用,而电场对此的影响较小。     

振动对带肋通道内流动与传热影响的数值模拟

运用Fluent UDF动网格技术将二维流场中振动对带肋矩形直通道的流动与换热特性进行了数值模拟,分析了相同振动条件下入口速度对流动与换热的影响,以及相同振动强度下振幅和频率对流动与换热的影响.结果表明:相同振动条件下,Re越大,换热增长率越低,入口静压波动越大,且静压峰值相位相对于振动峰值相位逐渐超前;相同振动强度下,振幅越大,振动引起的换热波动越小,换热增长率越低;当振幅大于一个临界值时,振幅对换热的影响不明显;振幅越大,入口静压波动幅度越大;振动可以强化换热,但是随着Re和振幅的增大,局部区域会出现抑制换热的情况.     

通道内置三维柔性元件强化传热特性的数值模拟研究

基于双向流固耦合方法,对流体通道内安插柔性元件的换热过程建立数值计算模型。分别计算了不同雷诺数下通道内安插刚性元件、传统柔性元件和新型三维柔性元件的速度场与温度场,调整新型柔性薄板的高度与通道高度之比进行多组计算,以验证新型三维柔性元件对换热效果的积极作用,并得到其最佳换热尺寸。结果表明：在换热的充分发展区域,三维柔性元件在扰流与避免后方蓄热等方面的效果优于刚性元件和传统柔性元件;当新型柔性薄板的高度与通道高度之比在13%~15%左右时强化换热效果最好;当Re为1 500时,换热的综合强化传热因子(PEC)可达1.25。     

铸铁锅炉烟气流通通道内流动与换热特性的实验研究

介绍了对铸铁锅炉烟气流通通道内烟气流动与换热特性进行的实验研究和得到的烟气阻力和对流换热系数的实验关联式。     

矩形微通道中流体流动阻力和换热特性实验研究

以去离子水为流体工质,对其在矩形微尺度通道中的流动阻力和传热特性进行了实验研究。通过测量流量、进出口压力和温度等参数,获得了流体流过微通道时的摩擦阻力系数、对流换热过程中的热流通量和N u等。微尺度通道中流体流动的摩擦阻力系数较常规尺度通道中的摩擦阻力系数小,仅是常规尺度通道中摩擦阻力系数的20%~30%;且流动状态由层流向湍流转捩的临界R e也远小于常规尺度通道的。微尺度通道中对流换热的N u与常规尺度通道的显著不同。流量较小时,N u较常规尺度通道中充分发展段的小;随着水流量的增加,微通道的N u迅速增加,并很快超过常规尺度通道的N u,表现出微尺度效应。热流通量对微尺度通道中对流换热N u存在影响,其影响规律在不同流速条件下呈不同趋势,流速较小时,N u基本保持不变;而在流速较大时,N u随热流通量增加而呈增加趋势。     

纵向涡强化竖直平板自然对流换热的实验研究

对纵向涡强化竖直平板自然对流换热进行了实验研究。结果表明，在一定的Rayleigh数范围内，直角三角翼纵向涡发生器的攻角、翼高、翼宽等几何参数是影响强化换热的主要因素。存在最佳攻角；宽高比一定时，翼高和翼宽的变化会影响换热的效果。发现在直角三角翼阵列中前排直角三角翼产生的纵向涡可以强化后排直角三角翼纵向涡的换热。将直角三角翼与矩形低肋换热表面的性能作了对比性实验，在其他条件相同的情况下，直角三角翼强化换热的效果优于矩形低肋。     

刚性壁面法向振动对流动换热的影响

采用理论推导与数值模拟结合的方法,通过求解流动方程及能量方程得到壁面法向振动下流体流动特性变化规律,并分析振动对换热的影响.结果表明:层流状态下,低强度振动使壁面附近流体质点产生法向速度,但影响范围很小,对换热影响有限;随着振动强度的增大,流场逐渐转变为湍流,导致换热系数提升.通过数值模拟计算壁面平均努塞尔数随振动强度...     

肋片振动对带肋矩形通道内流动和换热影响的数值研究

基于Fluent动网格及UDF编程技术对二维流场中振动带肋矩形直通道的流动与换热特性进行了数值模拟,分析了振幅和频率对其换热特性的影响。数值计算表明,相比于静止的带肋矩形直通道的换热,振动对其换热有一定的影响,并且随着振幅和频率的提高,振动强化换热效果越显著;振动同时也使通道内的流场结构发生了改变,振幅和频率的提高都能使通道内的静压迅速地增加,振动时静止通道内两肋片之间尺度大小不一的两个漩涡随着振幅、频率的提高,漩涡尺度相继变小,直至最后都被主流带走。     

回转式空气预热器蓄热元件传热特性实验研究

回转式空气预热器热力性能主要取决于蓄热元件,在蓄热元件传热特性试验台上,通过分段均匀电加热蓄热元件模拟其在锅炉烟道中的温度并控制其在不同的温度水平上,对不同蓄热元件板形在不同壁温、不同雷诺数下传热特性进行了比较试验,并对结果做出了简要分析.     

谐波激励下电力变压器振动特性分析

本文对电力变压器振动的产生与传递原理进行了分析,从变压器模态测量平台、各阶模态对应的频率与振型两个方面,讨论了与变压器整体固有模态特性有关的内容。在此基础上,本文围绕A相短路振动特性、B相短路振动特性、空载试验下变压器振动特性三个方面,对短路试验下的变压器振动特性展开分析,为相关从业人员提供一定的参考。     

Enhancement of Boiling Heat Transfer Using Surface Vibration

An experimental investigation of the effect of mechanical vibrations of a copper flat circular surface on the pool boiling heat transfer coefficient of water at atmospheric pressure are presented in this paper. A vibration exciter was used to vibrate this copper test surface vertically. Effect of frequency and amplitude of vibration on the boiling heat transfer coefficient was studied. An increase in the heat transfer coefficient was observed at low frequency and amplitudes, at higher amplitude and frequency heat transfer deteriorates. Heat transfer coefficient increases up to 26% with vibration intensity, represented by vibrational Reynolds number.     

椭圆管内对流换热与流动阻力特性研究

通过CFD技术,分别对5种长短轴之比的椭圆管管内湍流和层流状态时的换热与流动进行数值研究,分析了流体流动状态和椭圆管长短轴之比对换热系数与流动阻力的影响,并根据数值计算结果拟合出湍流区椭圆管管内换热系数的准则关系式,最后绘制每种类型椭圆管的局部换热系数曲线。研究结果表明:数值计算结果与实验值吻合良好;采用当量直径的方法计算椭圆管内换热系数误差较大;随着雷诺数的增加,每种类型的椭圆管管内阻力系数逐渐减小;而在相同的雷诺数下,随着长短轴之比K的增大,管内阻力系数逐渐增加;每种类型的椭圆管具有类似的局部换热特性,即长半轴两端点处局部换热系数最低,而短半轴两端点处具有最大局部换热系数。     

不同振动参数下脉动气流横掠圆柱体的传热研究

在脉动气流强化传热实验台上进行了层流（雷诺数RP为171）中不同振动参数（频率厂分别为15Hz、30Hz、45Hz、59Hz,振幅Pmax为45～286Pa）下脉动气流横掠高温共烧陶瓷发热管的传热实验研究．结果表明：层流中低频大振幅的脉动气流能显著强化圆柱体的传热过程,相对努塞尔数随着压力振幅的增大而增大,随着脉动频率的增大而减小,最大相对努塞尔数N“,可超过2．55;在Re=171时,脉动气流强化传热的经验公式为Nux=0．2684＋0．5867pmax^0.388.3/f^0.3170,该经验公式的相关系数为R=0．9941,揭示了脉动气流强化圆柱体传热过程对振动参数的非线性依赖性．     

正反扭转扭带层流换热及摩擦特性的实验研究

本文提出将一种正反扭转且带有双排半圆切口的新型扭带用在套管式换热器上在层流条件下对换热器其换热性能和流动特性进行实验研究并分析这种扭带的综合性能。实验工质为水,Re(雷诺数)变化范围为540~1 440。本实验采用4种不同长度扭带做对比,4种分别是全长、3/4长、半长和1/4长扭带。结果显示,插入全长、3/4长、半长和1/4长扭带的换热Nu(努塞尔数)分别是光管的1.92~3.80,1.69~3.20,1.60~2.62和1.48~2.23倍;f(摩擦阻力系数)分别是光管的3.69~6.30,3.30~5.51,2.72~4.67,2.33~3.55倍;对应的PEC(综合性能指标)分别为1.24~2.06,1.14~1.81,1.15~1.57和1.11~1.47。插入全长扭带在实验范围内达到了最优,插入其它长度扭带的PEC也都高于1,可以应用在压力较小的工况下。最后,本文还对该类型扭带拟合了实验关联式,通过对比实验值和预测值,Nu和f的误差均在10%以内,这为今后的研究提供了理论依据。     

垂直窄缝通道内环状流沸腾传热特性

本研究基于液膜和蒸汽的质量、动量和能量方程,建立了均匀热流垂直窄缝通道内环状流沸腾传热模型,通过相关文献估算环状流起始点处液膜厚度,利用有限差分法对环状流模型方程组进行数值求解,得到沿流道环状流区域的液膜厚度,并进一步预测了局部沸腾传热系数,结果表明:环状流区域的局部沸腾传热系数随质量流量和干度的增加而增加,与Kenning关联式对比,模型预测沸腾传热系数较关联式计算值偏低。将不同工况下的226组两相环状流实验数据与模型预测结果进行对比,平均绝对误差为18.2%。     

百叶窗翅片的传热和阻力性能试验研究

风洞试验台上对8种不同结构参数的百叶窗翅片进行传热和流动阻力的性能试验。分析比较了翅片长度、翅片间距、翅片高度对其传热和阻力性能的影响，其中翅片长度和翅片间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小。同时采用3√j/f因子综合评价了8种翅片的强化传热效果。结果表明，翅片长度对强化传热影响最为显著。     

光管内插入扭带传热与流动阻力的试验研究

为了研究管内强化换热技术,对三根不同结构参数的扭带插入光管的换热特性和流体动力学特性进行了试验研究。试验以空气为工质,Re在8000～10^5之间,管外被水冷却。对大量实验数据用多元线性回归法得到了具有较高精度的扭带管的传热系数和摩擦系数的统计关联式,分析了扭带管的传热与流阻性能,为换热器的设计及改造提供了理论依据。     

微细通道内R290流动沸腾换热特性实验研究

对R290制冷剂在微细通道内的流动沸腾换热特性进行了实验研究。研究管径分别为1和2 mm,热流密度为20~65 k W/m~2,质量流率为100~200 kg/m~2·s,饱和温度为15和25℃,干度范围为0.1~0.9。通过实验数据分析管径、热流密度、质量流率、饱和温度对流动沸腾换热的影响。结果表明:随着管径的下降,换热系数呈现出大幅上升的趋势,其平均增幅为31%;随着热流密度的上升,换热系数呈现出大幅上升的趋势,其平均增幅达到了131%;随着质量流率的上升,换热系数呈现出小幅上升的趋势,其平均增幅为14%;随着饱和温度的上升,大部分换热系数呈现出小幅上升的趋势,其平均增幅为12.6%。     

一次表面回热器的流动和传热研究

对一次表面回热器的流动和传热特性进行了试验研究和理论评价，获得了有工程价值的k-u和f-u试验曲线以及经验计算公式。指出对于当量直径为lmm左右的一次表面回热器不宜采用工业级通道而应使用微小通道的准则式，才能较为准确地评估其热性能。对比分析一次表面回热器的明显优点：质量轻，紧凑性好，传热效率高，占地面积和占用空间小以及热响应快，具有管壳式、板翅式等传统换热器无法比拟的性能和价格优势。图7表2参7