射流冲击换热表面结垢特性的实验研究

实验研究发现射流冲击条件下铜、镀镍铜及铝表面有碳酸钙结垢状况。考查不同水质硬度、不同金属表面下换热表面的结垢过程,获得渐进型的污垢热阻随时间的变化曲线。实验结果表明:随着水质硬度的增加,铜片、镀镍铜片及铝片表面的结垢速率都加快,诱导期减小,铜片与镀镍铜片或者铜片与铝片之间的污垢热阻渐进值的差值越来越大。当水质硬度为500、700 mg/L时,相对铜片、镀镍铜片而言,铝片的诱导期最长,污垢热阻渐进值最小,但是,当水质硬度为300 mg/L时铝片的污垢热阻渐进值却最大。     

Z形狭缝内两种工质沸腾汽液两相特性分析

为深入探索狭缝通道内沸腾换热机制,对2种不同液体在Z形狭缝通道内的沸腾汽液两相流动展开研究.利用数值模拟和自编程的方法分析汽泡生成、长大和脱离的过程,通过几何重构和界面追踪获取相界面移动和变化对系统内压降以及平均表面换热系数的影响,计算中考虑了重力、表面张力和黏性的作用.发现液体黏性的不同对汽泡生长方式和汽泡形态产生很大影响,黏性较小的液体产生汽泡的脱离直径较小,汽泡脱离频率高:表面张力和液体黏性对流动沸腾系统压降都具有较大影响;液体比热和沸点的不同导致换热系数有较大差别;结果与实验数据吻合良好,均表明水沸腾换热系数高于乙醇,Z形通道强化换热效果明显.     

直接空冷凝汽器翅片散热器流动传热特性

为了给直接空冷散热器的优化设计和直接空冷机组的运行提供一定的参考,采用CFD方法,研究单排扁平管在不同迎面风速和环境温度条件下翅片通道内流场和温度场分布,得到空冷凝汽器冷却空气对流换热的表面换热系数和压损随迎面风速的变化规律,并通过拟合得到对应的关联式。结果表明：随着迎面风速的增加,表面对流换热系数和压降均有显著增加;环境温度的变化对空冷单元的散热量影响较大。研究结果对于直接空冷的运行设计具有重要的意义。     

管壳式换热器壳侧流动与传热的实验研究

对不同壳程结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了系统的实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热 ,螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 4 9.4 % ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 79.5%。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 .985。图 9参 6     

气固两相流横掠圆管传热的研究

本文根据气固两相流横掠圆管的传热机理，建立了能综合考虑颗粒运动轨迹、颗粒与壁面的碰撞频率、碰撞角度、颗粒在壁面停留时间、颗粒与壁面接触面积、固体颗粒浓度、颗粒粒度、圆管位置、烟气流速和温度等因素对气固两相流传热影响的两维数学模型。模型通过对流场和颗粒场的计算可较好地模拟气固两相流传热过程的复杂性和随机性，模型计算结果与实验相吻合。本模型可为工程应用提供较可靠的计算方法。     

圆管湍流脉动流动与换热的数值模拟

利用标准k-e模型结合脉动燃烧器尾管的实验参数进行湍流脉动流动与换热的数值模拟,通过修正模型内的冯?卡门常数建立适用于实验条件下的脉动流动的湍流计算模型,并研究脉动湍流中压力振幅和频率对湍流流动和换热特性的影响。研究发现：符合实验条件下的冯?卡门常数范围为0.48~0.52;脉动瞬时截面上的速度在靠近壁面附近出现峰值且速度变化较大;速度与温度分布呈周期性变化;压力振幅越大,速度和温度波动范围就越大,频率越大,速度和温度的波动范围则越小;壁面摩擦系数随着压力振幅的增加而减小,随着频率的增加而增大;壁面平均对流换热系数随压力振幅的增加而增大,随频率的增加而减小。     

叶片旋流管内核心流强化传热分析与结构优化

管内湍流强化传热方法一般是增加壁面换热面积,但这会显著提高管内流动阻力。本文根据管内核心流强化传热的原理,提出了一种高效低阻的叶片旋流管,分析其传热强化的机理,建立相应的物理和数学模型。数值分析的结果表明,在圆管内置若干组旋流叶片后,可显著强化管内湍流换热,且流动阻力的增幅低于换热强化的增幅;当常温水流过管长为960 mm,管径为20 mm的圆管,且在管内核心流区域设置4组4叶片旋流单元时,其性能评价系数SPEC在Re数为3 000~15 000的范围内均超过1.5,最高可达1.9左右。     

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。     

增压富氧燃烧锅炉对流受热面换热特性研究

增压富氧燃烧是一项极具前景的减排CO2新技术。对增压富氧燃烧条件下,对流受热面换热特性进行研究具有重要的意义。该文以一台实际300MW等级机组煤粉锅炉为计算对象,采用维里方程及Chun等的计算方法计算确定增压富氧燃烧烟气物性,采用宽带关联k模型计算富氧燃烧烟气辐射特性。进行了常规空气燃烧以及φ(O2):φ(CO2)=21:79、φ(O2):φ(CO2)=30:70两种比例的0.1、0.5、1.0、1.5、6 MPa五种压力下增压富氧燃烧各对流受热面的热力计算,分析了增压富氧燃烧条件烟气压力变化对各受热面换热特性的影响。研究结果表明:随烟气压力的升高,烟气流速下降,但烟气的Re却基本保持不变,对流换热系数有所增加。增压富氧燃烧烟气的辐射换热系数比空气燃烧烟气辐射换热系数大。实现同样的换热量,增压富氧燃烧条件下(φ(O2):φ(CO2)=21:79、φ(O2):φ(CO2)=30:70)对流受热面所需换热面积比常规空气燃烧条件下少。     

液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热研究

建立了液态排渣煤气化炉炉内灰渣的流动和换热的数学模型,模型以基本的流动和换热方程为基础,经过简化物理模型,得到求解渣膜厚度的方程和渣膜的换热方程。为求解方程,在前人研究成果的基础上,结合对国内煤种的试验,总结出煤灰渣粘度与相关气化温度关系的方程。利用建立的模型,采用差分法对两段式干煤粉加压气化炉进行求解,得到灰渣的流动速度和渣膜厚度,并与该炉运行试验数据进行比较,发现理论求解结果和试验结果相近,证明了该模型的正确性。文中同时分析了该模型的局限性,该模型是忽略了炉内煤气对灰渣流动和换热影响的孤立模型,将该模型与炉内煤气流动和换热模型联合可以得到更精确的炉内灰渣的流动和换热的解。     

镀层换热表面凝结传热实验研究

采用化学镀的方法,调整Ni-P化学镀工艺参数,获得了磷含量不同的镀层,具有非晶、纳米晶及二者混合的微观结构。进一步的凝结传热实验结果表明,高磷非晶镀层表面具有明显促进珠状凝结的效果,在凝结过程中表现为珠膜共存状态,而碳钢管表面仅出现膜状冷凝。同时,换热表面经Ni-P镀层改性后,可以获得较好的传热性能。镀层对换热性能的改善与镀层中非晶的含量相关,表现为,随着非晶含量的增加,换热效率得到增强。对于非晶镀层换热表面,在特定的冷却水流量下,提高蒸汽温度可以促进珠状冷凝效果的产生。