板翅式换热器翅片表面性能的三维数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)方法对板翅式换热器单通道流场进行了数值模拟。得出不同结构参数和操作参数下3种常见翅片的表面性能曲线,并分析了平直翅片的翅片高度和翅片间距、锯齿翅片的切开长度、波纹翅片的波幅与波距对翅片表面流动与传热性能影响。所得结论可为板翅式换热器的设计和优化提供有益的参考。     

板翅式换热器的电子计算机计算

板翅式换热器是一种传热效率高、结构紧凑、多股流体可以同时进行换热的新型换热器。近年来,板翅式换热器在石油化工、空分、动力、原子能、汽车、航空、冷冻及国防工业中,使用越来越多。但由于板翅式换热器的设计方法尚未解决,特别是多股流的板翅式换热器,传热过程更为复杂,严重的影响这种新型换热器的推广。为克服这一困难,对这种换热器的计算方法进行了如下的研究,其计算结果与实际工业装置也基本符合。多股流板翅式换热器如图1所示。根据具体的工艺要求,各股流的翅片型式和翅片参数不一定相同。板翅式换热器的截面如图2所示。沿流体方向,求出板翅任意截面上的金     

板翅式换热器的研究与应用进展

简述了板翅式换热器在设计理论如表面特性及选择、传热和流动分析、计算机辅助工程、结构设计等方面的研究成果。分析讨论了板翅式换热器在制造工艺如真空钎焊工艺、高热流密度的换热表面技术、钛和不锈钢换热器的钎焊工艺等方面的新进展和存在的问题。指出板翅式换热器的技术发展趋势是 :耐高压、高温和耐腐蚀新材料的应用 ,扩散熔合焊和超塑性成型等先进制造工艺的研究 ,多相流传热机理及基于CFD技术的设计新方法的研究等     

铝制板翅式换热器空气侧传热特性研究

铝制板翅式换热器在气体与液体换热方面应用广泛,其特点是传热效率高、结构紧凑、单位体积传热面积大等。本文利用Kays和London的稳态法对锯齿形翅片的铝制板翅式换热器进行乙二醇与空气换热的试验测试,参照威尔逊绘图法对测试数据进行了处理,得到乙二醇侧与空气侧的传热特性。     

裂齿矩形翅片板翅式换热器优化设计的分析

对裂齿矩形翅片板翅式换热器中的裂齿矩形翅片的传热效率作了分析,并以单位质量材耗的换热能力最大为目标函数,分析研究了在不同雷诺数(Re)的操作条件下裂齿矩形翅片间角度、翅片厚、长度、宽度及极厚之间的关系。结果表明:在气体换热的场合下,当Re在某一范围时翅片可有效地起到强化传热的作用。当板厚为5mm,翅片厚为3mm,翅片间夹角为45°～70°,Re为2×10~3～8×10~3,最佳翅片纵向间距与翅片长度和翅片厚度乘积的平方根的比为1.5～2.5,最佳翅片尺寸系数为3～5时,传热强化效果较好。     

板翅式换热器新技术及应用

介绍了作者近年来在板翅式换热器研究与开发方面所做的工作 :1为提高铝板翅式换热器翅片和隔板表面的耐蚀性和亲水性 ,开发了一种表面处理技术。2开发的板翅式换热器快速创型系统 ,具有优化设计、参数化绘图和快速报价等功能 ,能降低产品成本 ,提高设计效率十几倍。 3通过应用先进制造工艺和引进新材料开发了一系列具有抗强腐蚀、抗结垢、耐高温和耐高压能力的板翅式换热器系列新产品。 4应用大型有限元分析系统对高压板翅式换热器的结构特性进行了初步分析 ,得出了一些提高产品可靠性的设计准则。     

板翅式热交换器中一种新型正弦波纹流道的数值模拟

采用数值模拟方法对板翅式热交换器周期性正弦流道中层流流体的传热性能进行研究,得出了翅片流道截面结构尺寸、振幅和波长对正弦流道传热综合性能的影响。结果表明,传热综合性能随截面宽度增大而降低,随着波长的增大而增大。截面高度对传热综合性能的影响呈现出不规律性,当截面高度5mm时综合性能最佳。振幅对综合性能的影响随雷诺数不同而不同,Re=50时随振幅增大综合性能不断降低;Re≥100时,在相同Re下,随着振幅增大,综合性能也提高。模型截面宽度2.5mm、截面高度5mm、振幅2mm、正弦波长30mm时具有最佳的综合性能。     

开槽螺旋翅片管换热器传热与流阻性能研究

开槽螺旋翅片管换热器是在连续螺旋翅片管的翅片上均匀开许多小口 ,与普通的连续螺旋翅片相比 ,其传热面积有所增加 ,间断的翅片反复地激发传热边界层上的湍流 ,可强化传热效果。将开槽螺旋翅片管换热器的传热和流动性能的试验研究与普通连续螺旋翅片管换热器的传热和流动性能进行比较 ,结果表明 ,开槽螺旋翅片管换热器具有更好的强化传热效果 ,在实验范围内 (Re =30 0 0～ 15 0 0 0 ) ,开槽螺旋翅片管换热器的传热系数是普通连续螺旋翅片管换热器的 1 2～ 1 4倍 ,而流阻增加不多。     

板翅式热交换器研究进展

板翅式热交换器具有结构紧凑、高效的特点,近年来应用领域得到不断地扩展。综述了单相流和两相流板翅式热交换器入口封头、分布器以及流道的物流分配,翅片的传热和流动特性及表面特性,新型翅片、多股流板翅式热交换器的多目标优化设计,铝合金钎焊用钎料等方面的发展和研究进展情况。指出将CFD数值模拟、实验研究、理论分析3种方法有机结合是研究板翅式热交换器的有效手段,板翅式热交换器应用领域拓展,物流分配,新型翅片开发,钎焊技术,新材料、新工艺的应用,多相流、多股流板翅式热交换器的优化设计以及工艺计算软件的开发等将是今后的研究发展方向。     

低雷诺数混沌流翅片传热和阻力性能研究

应用CFD软件FLUENT对新型混沌流翅片单通道模型进行了数值模拟,分析比较了不同结构参数和流速对新型混沌流翅片表面流动与传热性能的影响。模拟计算结果表明,尺寸效应对混沌流翅片中混沌流的产生影响不大,只要达到一定雷诺数,流动就会进入混沌状态;在此基础上得到了翅片摩擦因子f和传热关联式。通过实验验证了关联式计算数据与实验数据最大误差不超过11·2%,表明将数值模拟应用于新型混沌流翅片的研究是可行的,为混沌流翅片的研究和应用提供了一定的参考。     

4种圆弧型开缝翅片特性数值模拟

热交换器是能源利用的重要设备,针对高效低能耗热交换器的开发,一些研究提出对热交换器翅片进行开缝处理。利用FLUENT软件对4种四排圆弧型开缝翅片的传热性能和阻力特性进行了数值模拟,在速度变化较大范围内,得到了传热和阻力特性曲线,引入一个评判综合传热性能的强化传热准则。模拟结果表明,在速度较低时,圆弧型组合开缝翅片的综合换热性能较好;在速度较高时,开窄缝的圆弧型翅片综合换热性能较好。     

Influence of an Exhaust Shaft Airflow Section on Single-Row Bundle Air Cooling Comprising Tubes with Spiral Fins of Different Heights

Chemical and Petroleum Engineering - Results of experimental studies into free-convective heat transfer from single-row bundles of bimetallic tubes having spiral extruded aluminum fins of varying...     

管束排列及管间距对换热器传热性能的影响

通过改变圆形翅片管换热器管束排列及管间距的传热性能实验,得到雷诺数(Re)、纵向管间距(S_l)及管束排列方式对圆形翅片管换热器传热性能的影响,再利用数值模拟方法分析这3个因素影响的原因。结果表明,圆形翅片管换热器的努赛尔数(Nu)及阻力系数(f)均随Re的增加而增加,且增加趋势逐渐下降。增大S_l可提高顺排圆形翅片管换热器的传热性能,但是提高幅度随S_l的增加而减小,在S_l为110 mm时换热效果最好;增大S_l反而会降低叉排圆形翅片管换热器的传热性能,其换热效果在S_l为66 mm时最好。相对于顺排方式,叉排圆形翅片管换热器的换热效果更好。速度场与温度场间的协同角度大小、回流区面积及尾流涡尺度大小与换热器传热性能的提高有关,可以从这3个方面进行分析,以寻找改善换热器结构的途径。     

空气冷却器管外膜传热系数的计算

从翅片管外侧传热系数的通用表达式出发,分析了翅片效率对传热系数的影响,推导出了翅片热阻的计算式,对空气冷却器管外膜传热系数计算式进行化简,得出了以基管外表面积为基准的翅片对空气的传热系数计算式,介绍了一组常用的空气冷却器间隙热阻关系图,最终得出了以基管外表面积为基准的总传热系数计算式.     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

上行光管内置铝制扭带的换热与阻力试验研究

针对换热器在工业生产中不可避免地产生污垢,严重影响换热器性能的情况,内置扭带是一种已被证实兼有防垢除垢及强化传热的双重作用的技术。介绍了铝制扭带的换热试验研究方法。在改造的传热试验设备中,通过将9种不同结构参数的铝制扭带放置到换热管内,调节冷水阀,观察扭带在预计流量起转时进行传热试验。结果表明,内置扭带的换热管的总传热系数大于光管的数值,增大范围为9%~20%,内置扭带具有良好的强化传热作用。采用线性回归得到了与扭带结构参数相关的摩擦因数和努塞尔准数关联式,并通过性能评价,得到了评价因子=1.13~1.25,证明铝制扭带具有强化传热的实用价值。     

气-气波纹板换热器强化传热研究

根据气体在低流阻板式换热器内的动力特性 ,提出了减少流阻强化传热的新结构。开发了一种置于板间的扰流元件 ,用来强化传热及改善流体在板间的动力特性 ,对其进行实验研究 ,得到相应的传热及流阻表达式。只要操作 Re选择合理 ,使用螺旋型扰流件就能够取得减少流阻 ,强化传热的新效果。它进一步拓宽了板式换热器在大流量气 -气换热方面的应用。     

Heat transfer, aerodynamic resistance, and volume-mass characteristics of staggered tube banks with helical roll-in fins

Results of investigations of heat transfer and aerodynamic resistance of sections formed from bimetallic tubes with rolled-in helical aluminum fins are presented for the following air coolers: transverse-tiers of a bank, and staggered six-tier banks; and the dependence of the average coefficient of convective heat transfer of a bank on the specific power consumed in air movement.     

扫描电镜测铝多孔表面管的结构

用扫描电镜研究了铝多孔表面管的结构。结果表明,铝多孔表面管比光滑碳钢管、光滑紫铜管的沸腾放热系数提高4—5倍。证实了根据传热试验数据研究的多孔表面厚度对沸腾放热系数的影响。为开发高效强化沸腾传热提供了依据。