空冷凝汽器翅片扁平管结构优化的可行性分析

蛇形翅片扁平管换热器在空冷电站的应用上取得了很好的效果.为进一步提高凝汽器的冷凝效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了蛇形翅片扁平管换热器及直翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算,对对流换热系数、流动损失、散热量、换热面表面平均温度进行对比分析,结果表明蛇形翅片扁平管的物理结构存在进一步的优化空间,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率.模拟结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了科学依据.     

直接空冷凝汽器扁平管翅片几何结构优化

蛇形扁平管换热器在空冷电站的应用上取得了很好的效果,为进一步提高空冷电站凝汽器的冷凝效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立蛇形翅片扁平管换热器及直翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算.通过对对流换热系数、流动损失、散热量、换热面表面平均温度的对比分析.结果表明:蛇形翅片扁平管翅片的物理结构存在进一步优化空间的可能性,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率,模拟结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供科学依据.     

翅片片形及沉孔设计对空调换热性能的影响分析

通过焓差实验台对不同结构翅片的换热器进行了换热性能实验,结合平均换热量、翅片侧换热系数及风阻等方面对翅片结构和沉孔设计对换热器换热性能的影响进行了分析.     

空冷凝汽器波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性

研究火电站空冷凝汽器广泛采用的波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性,对于火电站空冷岛的设计与运行都具有重要意义。该文通过CFD模拟,得到不同空冷凝汽器迎面风速条件下冷却空气的流场和温度场,通过计算获得了空冷凝汽器冷却空气平均对流换热系数和摩擦系数随翅片间距和翅片高度的变化规律。结果表明：随空冷凝汽器迎面风速增加,空气对流换热增强,摩擦系数降低。对每个迎面风速而言,都存在一个最佳翅片间距,对流换热最强。翅片高度增加,对流换热系数和摩擦系数减小。对空冷凝汽器波形翅片管束空气流动传热性能综合评价指标的分析表明,最佳翅片间距和高度需要通过综合技术经济比较确定。     

基于Taguchi方法强化翅片传热性能的C型换热器

第二代风管机多采用V型分段拼接换热器,其翅片形状和表面强化结构一般均匀分布,在非均匀风场下的换热能力无法充分发挥.设计一种应用子风管机的C型换热器,采用Taguchi方法分别对高低风速区的翅片表面强化结构进行优化设计;选取5种方案进行换热仿真,对桥缝区域进行排水仿真,最终确定最优方案进行整机测试.结果 表明,低风速区桥宽1.4 mm,桥高0.6 mm,桥数为4,高风速区桥宽1.2 mm,桥高0.6 mm,桥数为2时性能最佳.表面强化结构分区处理、上下侧非对称布置以及管间距非等宽设计使得C型翅片强化传热结构与风场分布精准匹配,并且兼顾排水性能.优化后的C型换热器相比于V型,APF平均提高6.4％,换热器成本降低14.5％.     

直接空冷凝汽器翅片管积灰的换热特性研究

为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的传热与流动特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管束不同积灰厚度的传热及流动情况,对比分析了翅片管束不同积灰厚度的压力分布、温度分布及速度分布,计算得到了翅片管束5种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速变化的规律,拟合得到了摩擦系数及努塞尔数随雷诺数变化的关系。结果表明:随着迎面风速的增加,积灰前后的管外对流换热系数、传热系数以及流动阻力逐渐增加;同一迎面风速下,随积灰厚度的增加,对流换热系数和流动阻力增大,传热系数减小。     

翅片散热管束流动传热性能对进风角度敏感性的研究

针对某一典型翅片散热管束,通过Fluent软件建立了该管束的流动传热数值计算模型,研究了空气流经翅片散热管束时的压降及其气侧对流传热系数对进风角度的敏感性,拟合得到翅片散热管束对流传热系数和压降计算特征关联式。同类型翅片管束的数值模拟结果验证了所建模型的正确性与适用性。计算分析表明,随着α的增加,换热系数h减小,压降Δp减小;随着γ的增加时,换热系数h增大,压降Δp增大。当α=0°,γ=90°时,流经翅片时的空气压降最小,空气与翅片管的换热效果最佳,翅片管流动传热性能最好。     

空调用5mm管翅式管换热器的翅片设计与实验研究

本研究基于CFD模拟的方法设计了适用于5mm管翅式换热器的翅片结构。根据设计结果,对11个5mm管翅式换热器进行了实验测试,并根据所得实验数据,开发了能够预测5mm管翅式换热器的关联式。实验结果表明:换热量随翅片间距的增加而减小,且比7mm管或更大管径换热器更明显;翅片底部出现水桥,而在7mm管或者更大管径换热器中不曾出现。根据实验数据开发的预测5mm翅片管换热器换热性能的j因子关联式,误差在±20%以内。     

热管换热器应用于大功率LED路灯冷却系统的实验研究

研发了一系列将大功率发光二极管(LED)散热和热管传热相结合的用于大功率LED路灯冷却的热管散热器,并对设计出的热管散热器的传热性能进行了实验研究.实验结果表明,该系列热管散热器具有良好的散热能力,能控制节点温度在70℃以下,满足了LED路灯对结点温度的控制要求;同时实验结果表明,改变翅片结构,换热器散热能力明显不同,所研发的具有菱形、开孔形及外翻形翅片的热管换热器散热能力比普通矩形翅片热管换热器的散热能力明显提高,其中以外翻形翅片的热管换热器散热能力最好;另外研究了改变环境温度、热管排布数量、翅片材质及结构对换热器散热性能、换热装置体积、成本及质量的影响,找到更具应用价值的热管换热器形式;最后研究了热管换热器工作倾角对LED路灯散热能力的影响,倾角越小,散热能力越好,垂直使用时散热能力最差,最后从理论上加以分析.     

间断波纹翅片扁平管流动与换热的数值研究

为进一步提高空冷凝汽器的效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了间断波纹翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算。通过对对流换热系数、流动损失的对比分析,结果表明,间断波纹翅片扁平管在流动损失方面比蛇形翅片扁平管有很大的优势,为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了依据。     

交错蛇形短翅片对扁平管外传热的强化

在火电机组直接空冷凝汽器中采用空冷技术,可以有效降低富煤缺水地区火力发电对水资源的消耗。通过数值模拟的方法,对锯齿形短翅片应用于火电机组直接空冷凝汽器扁平管空气侧强化传热的可行性进行探讨。研究发现,,采用所提出的扁平管交错蛇形短翅片结构,与传统的连续蛇形翅片相比,在各种迎面风速条件下均能起到强化空气侧传热的效果。随着短翅片交错排数的增加,翅片变短,强化传热的效果更为明显。在n 5时,强化传热综合性能评价准则数(performance evaluation criteria,PEC)可达到1.05~1.09;但随着迎面风速的增加,流动阻力的增加变得更为显著,强化传热的效果受到抑制。利用实际数据对模型的有效性进行验证,并对计算域网格数进行校验,结果表明所得结论具有一定的可靠性。     

3 MW空-空冷双馈风力发电机内部流动与传热特性的数值模拟与试验研究

为更好地指导电机设计,以一台3 MW空-空冷双馈风力发电机为研究对象,基于流体力学及数值传热学理论,结合空-空冷却器和发电机模型,搭建了三维流动与传热耦合求解的物理模型和数学模型。依据基本假设和边界条件,采用Fluent软件对电机在额定工况下的稳态三维流场和温度场进行数值求解。通过电阻法和埋置检温计(ETD)法测得电机在额定工况下绕组的平均温升和最高温升。通过对比数值结果和试验数据发现误差在5 K之内,验证了数值方法的正确性。最后,对电机流场和温度场分布进行数值模拟,对电机18档通风道内流量进行数值计算,为新产品电机设计和优化提供支撑。     

肋片在LED灯具散热设计中的应用

在如今的大功率LED灯具散热设计中,肋片的使用比较广泛。但由于灯具设计师的传热学理论比较薄弱,肋片的使用并未获得应有的散热效果。介绍了肋片设计过程中必备的传热学理论,并就影响肋片散热效果的因素展开讨论。以肋片底部厚度设计为例,演示了LED灯具的肋片设计方法。     

高压真空断路器用散热器的自然对流换热特性

为提高高压真空断路器的运行安全,以一种新型高压真空断路器为背景,采用计算流体动力学方法研究了不同环境温度下,圆柱形散热器竖直肋片间自然对流换热特性。结果表明:采用扩大计算区域和设置压力边界条件的方法来模拟计算自然对流换热是恰当的。在散热器肋片缝隙的进口处,气体温度较低、流速较小;在肋片缝隙中部,气体温度升高、流速较大;越靠近肋片根部,气体温度越高,但由于粘性阻力大,所以在肋片根部速度较小。在相同的环境温度下,随着肋片温度的逐渐升高,肋片的换热能力也逐渐升高;在相同的肋温情况下,随着环境温度的逐渐升高,肋片的换热能力逐渐下降。所得的肋片缝隙内自然对流的流动换热特性、肋片表面的平均Nu数对高压真空断路器散热器肋片的热力设计和进一步优化设计有重要的意义。     

圆形微肋阵肋间距对换热及流动特性数值分析

由微肋阵构成的换热器是解决大规模集成电路存在热障问题的装置.基于CFD软件,对3种不同肋间距的圆形微肋阵进行模拟计算,分析了在不同质量流速和热流密度时肋间距对换热和流动特性的影响,并得到最佳的肋间距.结果表明,出口干度与热流密度和肋间距成正比,与质量流速成反比.压差与热流密度和质量流速成正比,与肋间距成反比.相同工况下...     

对直接空冷机组空冷单元内纵向双排喷雾增湿系统布置的数值模拟

应用气水两相流的传热传质理论,建立了600 MW直接空冷机组空冷凝汽器喷雾增湿三维数学模型,利用CFD软件对空冷单元内喷雾增湿系统进行数值摸拟,分析了喷嘴纵向布置方式及喷雾方向对增湿效果的影响.经过空冷凝汽器的变工况计算,得到了喷嘴最佳布置方式.     

永磁风力发电机流体流动及传热性能数值研究

随着风力发电机容量增加,电磁负荷不断增加,发电机温升计算以及冷却介质流动分析的重要性不容忽视.针对发电机内部温升分布不均、流体流动复杂的问题,以计算流体力学(CFD)和传热学为理论基础,根据2.5 MW永磁风力发电机通风系统结构和传热特点,建立全域三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条...     

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD 模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。     

肋片的强化传热和调温作用

本文阐述了肋片强化传热的原理;分析了肋片最佳形状和尺寸确定的计算式;提出了肋片在强化传热、调节壁温中的正确布置方法。     

直接空冷排汽管道系统内湿蒸汽的数值模拟

建立了某台135MW发电机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型。利用计算流体动力学(CFD)软件,对典型工况下汽轮机的排汽状况进行了数值模拟,所得结果可为空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助。