太阳棒斜针翅管传热优化试验

瑞典SUNROD公司开发生产的太阳棒（SUNROD）针翅管,由 于 它具有扩大传热面积、增强流体湍流度及提高传热系数等性能,得到了传热界的关注。对12 种不同结构的针翅管进行传热与压降试验,得出传热与压降关系。并以此为基础,取单位传 热量下,针翅体积和针翅管体积的规划和作为目标函数,对针翅管结构参数进行优化设计, 并用惩罚函数法和鲍维尔法,通过编程计算,得到了不同操作条件下针翅结构的最优化方案 ,既节省了材料,又满足了换热器紧凑性的要求。     

斜针翅管套管换热器壳程传热与压降的数值模拟

以水-柴油换热为对象,对直针翅管和斜针翅管套管换热器的壳程传热与压降性能进行了实验研究与数值模拟。采用Fluent软件模拟了柴油在直针翅管和斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的流场、温度场以及传热与压降性能。结果表明,在相同流动条件下,直针翅管与光管套管换热器的总传热系数K的比值模拟值与实验值吻合较好。同时分析了斜针翅管纵向流流动特性,压降低于直针翅管换热器,强化传热为光管的1.5～2倍,并设计应用于炼油换热器中。     

不同针翅形状换热管的数值模拟

以水和柴油为换热对象,对三种不同针翅形状的换热管压降Δp、总换热系数K、综合换热性能ho/Δp进行数值模拟,得出滴形针翅换热管的传热和阻力性能均较圆柱形针翅管的好,椭圆形针翅管的传热性能不及滴形和圆柱形针翅管,但阻力是三者中最小的结果.     

斜针翅管强化传热管的数值模拟

采用Fluent软件,以水和柴油为换热对象,利用三维模型对柴油在3种不同规格的直针翅管、30°和45°的斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的温度场、压降及传热性能进行了模拟;并将斜针翅管与光滑管和直针翅管的结果进行比较。模拟结果表明,壳程为柴油时,针翅管的压降为光滑管的1～3倍,总传热系数约是光滑管的1.7～2.7倍;与直针翅管相比,斜针翅管的总传热系数提高约20%;斜针翅能使传热膜的系数增大,压降降低。     

斜针翅管强化换热器的研究

介绍斜针翅换热器针翅温度场、传热系数和压降的计算方法,并根据理论研究与试验数据得出形式简单、使用方便的半经验计算公式。对斜针翅管与光管、螺纹管进行了设计方案比较,结果认为在管外介质为高粘度流体时,使用斜针翅换热器强化传热效果较好,不仅可减少设备投资,还可降低操作费用。     

Sunrod针翅管的优化与强化传热性能研究

介绍了Sunrod针翅管技术的优化理论分析、优化性能试验研究以及不同结构的Sunrod针翅管的对比试验 ,获得了传热系数与压降计算关联式。最佳参数的Sunrod针翅管与螺纹管对比 ,强化传热最高可达 2 5 7～ 2 93倍 ,压降为光管的 4～ 5倍。     

斜针翅纵向流管束研究及混合管束设计应用

分析斜针翅管束纵向流流动特性 ,建立了斜针翅管束流动的流体力学及传热强化理论模型 ,并对不同规格斜针翅管进行试验研究和比较 ,可节省材料 1 /3,压降仅为光管折流板换热器的 1 /2 0 ,强化传热为光管 2～ 3倍 ,并设计应用于炼油换热器中。     

斜针翅管强化传热元件的研究与应用

斜针翅管强化传热元件是一种适用于强化低雷诺数流体换热的新型高效传热元件。介绍了由该种强化传热元件与其他传热管组成的混合管束的强化机理与实际应用。     

针翅管表冷器传热性能试验及其强化传热特性

介绍了新型整体翅片管及其表冷器的强化传热试验,获得了针翅侧空气传热膜系数与压降以及表冷器总传热系数与翅侧压降之间的关系.与常见的JW10-4型和KL-1型表冷器相比较,针翅管表冷器总传热系数可提高40%～80%,而翅侧压降减少30%.     

整体针翅管针翅温度场的数值分析与试验研究

本文介绍了整体针翅管在沿针翅长为变传热膜系数情况下的针翅温度场的理论分析、数值法求解以及实验研究。并将计算值和实验值作了对比,结果吻合较好。     

太阳棒针翅管的传热模型及数值解

介绍了Ｓｕｎｒｏｄ太阳棒针翅管在沿针翅长为变传热膜系数情况下的针翅温度场理论分析、数值法求解以及试验研究。理论分析既便于工程应用，又具有通用性，也适用于通常的无相变销钉长为５～８ｍｍ的钉头管。以沿针翅长沸腾介质为变传热膜系数的池沸腾传热为例，进行了试验、实测和实例计算，两者相符，且其强化传热比光管提高了１．２３～１．７５倍     

倾斜角度变化对高温热管翅工作性能影响

为研究高温热管翅在应用过程中倾斜放置对换热设备的性能影响 ,对一高温热管翅在不同倾斜角度下进行实验 ,比较分析该高温热管翅在不同角度下起动、稳态运行的工作情况。实验结果表明 ,在起动过程中 ,倾斜角度的变化对蒸发段温度影响不大 ,但对冷凝段末端温度有一定的影响 ,特别是在低功率下工作时。在稳定状态运行时 ,传热系数随功率的增加而增大 ,同一功率下热管翅倾斜放置在 4 5°的位置传热性能最好。     

杆式支撑换热器传热与流阻性能的实验研究

为研究杆式支撑换热器的传热和流阻性能,设计制造了壳程为空气、管程为水蒸气且可变结构参数的流体流动和传热性能热模实验装置。分别在单排、双排管间布杆,不同折流栅间距,以及层流状态(Re≤2300)、湍流状态(Re>2300)下测量了多组实验数据。应用多元线性回归分析将实验数据做回归处理,得出不同状态下传热准数和流动阻力准数关系式,为换热器的工程设计提供了理论依据。     

新型高效强化传热元件——钉翅管的传热性能

介绍了一种新型高效传热元件——钉翅管,从理论和实验两方面论证了该钉翅管具有其他管外强化传热管无可比拟的的强化传热性能。实验证明其强化传热效果十分明显。     

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     

太阳棒管换热器针翅温度场有限元计算与试验

用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权余量法原理推算出太阳棒针翅二维稳定导热的有限元计算式，用其计算出了太阳棒管针翅的二维温度分布，由于针翅结构合理，计算值与实测值相符。     

开孔平直(波纹)高效内翅管热交换器的研究开发

对几种不同结构内翅管的传热和阻力特性进行了实验分析,通过工程实际计算应用比较,揭示了高效内翅管的优越性,提出了采用开孔平直(波纹)内翅管替代原光管作为新一代列管式热交换器的发展方向。     

分流栅强化管传热与流体流动数值模拟

对于传热管内湍流,特别是带有管内插入物的湍流,其管内流体的流动细观信息和强化传热机理还不十分清楚。为此,提出一种分流栅新型管内插入物强化传热管。采用数值模拟方法研究了不同分流栅设置间距时管内流体的传热及阻力降性能,并与光管进行了对比。结果表明,内插入物促进核心流体与边界层流体的混合,减薄层流底层,强化了对流传热,并增大了换热面积;同时,由于内插入物的影响,管内流体的阻力降显著增加。在研究范围内,插入物分流栅设置间距为50mm时强化管综合性能最佳。     

高温热管换热器局部强化传热数值模拟

高温热管换热器由管内充有不同工作介质的热管组成.在不同温度区域,具有不同工作介质的热管通过管内介质蒸汽温度的可调性安全衔接在一起,管内蒸汽温度受管外流体温度场及热管内传热性能的影响很大,而热管内的传热性能又影响着管外流体温度分布.为协调管内外流体温度分布,对高温热管换热器进行局部强化传热研究,借助SINDA/FLUINT热分析计算软件合理准确预测管内外流体温度场分布,为高温热管换热器提供经济可靠的设计依据.     

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。