双金属轧片式翅片管管外对流换热准则关系式研究

双金属轧制翅片管以其优良的传热性能、机械性能和耐腐蚀性能在许多工业领域，特别是炼油、化工、发电行业得到了广泛应用。影响双金属轧片式翅片管的传热性能的一个重要因素是管外气体一侧的对流换热系数。本文对双金属轧片式翅片管管外对流换热系数准测进行了研究，得到了一个精度较高的适用于各种规格双金属轧片式翅片管的通用的管外对流换热系数准则关系式。     

翅片管换热过程的数值模拟

以切削-挤压复合成型新工艺加工的新型翅片管为研究对象，给出大长径比的翅片管换热过程的数学模型及其有限元模型，利用有限元分析软件ANSYS的二次开发语言APDL编写程序，对翅片管换热过程中温度场的分布进行数值模拟，得到翅片管两侧的平均对流换热系数；对不同尺寸的翅片管进行换热过程模拟计算，并根据结果总结出翅片管几何参数对对流换热系数的影响规律；对有限元计算结果进行实验验证，两者结果比较吻合；并以计算结果为依据，对翅片管结构进行优化。     

纵向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的试验研究

锯齿螺旋翅片管是在连续螺旋翅片管基础上发展而来的强化换热管型,具有易于制造、翅化比大,换热系数和翅片效率更高等优点,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景.为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机理的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行试验研究,获得纵向节距S2对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,并提出相应的关联式.试验结果表明:在相同雷诺数Re和管束横向相对节距S1/do下存在最优管束纵向相对节距S2/do使得翅侧努塞尔数Nu与综合换热性能j/f(Colburn传热因子与摩擦因子比值)最大;翅侧欧拉数Eu随S2增大而减小;在试验研究的S2/do=2.41～3.07范围,选取较优S2可使管束翅侧Nu数提高6%且Eu数稍有减小,管束j/f可相应提高约7%.     

混合工质水平管内强制对流蒸发换热计算

本文提出了一个新的非共沸混合工质水平管内强制对流蒸发换热计算经验公式，该式简单准确，对１４２个实验数据的计算表明，误差小于１０％的数据点占９０．１４％，最大相对误差为２３．６７％。文中提供了确定非共沸混合工质热力性质和热物性的方法，并指出在强制流蒸发工况下，传质阻力对换热的影响可以忽略不计。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

基于Fluent三氯氢硅流化床换热管的数值模拟

在三氯氢硅流化床反应器中,温度对于产物三氯氢硅转化率有着至关重要的影响,而U型换热管是影响床内温度的关键内构件。为了增强三氯氢硅流化床中床体内部流体和换热管换热效果,保持床体内温度与压力均匀分布,设计了一种U型换热管束内外表面结构为螺旋肋结构。运用Fluent19.0软件对初始光滑管和螺旋肋管进行数值模拟对比,并通过换热管内的温度和压力等方面探讨引入螺旋内肋条结构后实现换热性能强化的内在机制及程度。计算结果表明：螺旋肋管相较于光滑管,其压降损失更小,压力分布更加均匀;对比两管管道内部以及出口处温度,肋管外壁与床内流体换热的面积更大,且肋管壳温度为205℃,光滑管壳温度为150℃,其表明螺旋肋管更能使内外流体交换热量,换热效果更好。     

内置液轮机换热管的换热研究

介绍了微型液轮机的结构及其自动除垢防垢并强化传热的原理。采用自行设计的套管式传热实验装置及流程，进行了内置液轮机换热管的换热性能实验研究。实验研究结果表明，换热管内置液轮机时的总传热系数比无液轮机时要大，说明内置液轮机可提高换热效果。     

相间内插两种转子换热管的换热及阻力特性

对相间内插螺旋开槽转子与低流阻转子不同数目比(Y)转子的圆管进行了换热及阻力特性的实验研究,结果表明,相间内插两种转子后明显对换热效果产生影响,换热效果和阻力特性与两种转子数目比Y有关。阻力系数(f)随着Y值的增大而增加,在所有相间排列方案中,螺旋开槽转子与低流阻转子的数目比Y=2时,换热效果最好,平均努赛尔数(Nu)和阻力系数(f)均比单一螺旋开槽转子高,努赛尔数(Nu)较螺旋开槽转子提高4%左右。     

带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况空气侧换热与压降关联式

为得到带亲水层波纹翅片的换热器在析湿工况下空气侧的换热和压降关联式,对7个带亲水层波纹翅片管换热器在23个工况下进行了试验研究。根据试验数据,运用多元线形回归方法拟合得到了带亲水层波纹翅片管换热器析湿工况下空气侧的换热和压降关联式。所拟合的换热和压降关联式平均误差分别为6.5%和9.1%,在±15%误差范围内分别能涵盖90.3%和79.2%的试验数据。将新开发的关联式与目前已有的4个换热与压降关联式进行了对比分析,结果表明新的关联式精度明显好于已有的关联式。     

平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置的研制

依据空气横掠单管强迫对流换热原理,研制平衡点跟踪型强迫对流换热实验装置。装置利用单片机控制风速和加热功率等实验工况参数,对工况参数进行同步调整、实时采集分析,实现热平衡状态点跟踪。采用牛顿冷却公式和准则关系式自动计算努谢尔特数和雷诺数,自动拟合准则关系式、自动显示关联式曲线,实现了全自动数据分析。测试结果表明,在雷诺数40～4000范围内,实验结果与经验关联式吻合度较好,实现了热平衡点自动跟踪,达到了强迫对流换热实验实时自动测量要求。     

再循环重力供液制冷系统换热性能可视化研究

建立了再循环重力供液制冷系统可视化试验台,在不同工况下对制冷系统进行实验研究,观察玻璃蒸发管内制冷剂的沸腾换热流动状态,研究分析重力供液蒸发器的传热特性。试验表明:再循环重力供液蒸发器内,制冷剂的沸腾换热出现了气泡流、气塞流、气弹流、分层流、波状分层流等流型。通过编程计算得到,经过修正的J.Chawla关联式和Kandlikar关系式分别在低温及高温工况下对沸腾换热系数有较好的预测,计算结果与试验值的偏差均在12.5%以内,采用两种关联式相结合的方法能较好地对重力供液蒸发器管内沸腾换热进行预测。     

换热管结构、性能及其编织强化换热管传热分析

换热管设备基于不同的材质，在导热性能应用效果上存在非常典型的差异，换热管的性能和结构也会影响换热管的传热状态。本文以换热管结构性能和编织强化换热管传热为基本分析要点展开具体分析，明确换热管在实践应用中的基本结构特征，以及经过材料改良后的应用性能。具体研究中，以中空纤维换热管的制备过程为研究基础，系统分析了这种换热管设备的基本形态、制备过程、性能特征、传热效果。研究中，应用非溶剂致相分离法进行相关的试验操作，并且通过非致密层填充水法，达到了提升换热管导热性能的目标。     

R134a冷水机组用高效换热管的试验研究及应用

通过换热管测试台对A、B2种双侧强化蒸发管的换热性能进行了测试研究。研究结果显示：对于同一管型而言,在工况不变的情况下,管内流速在1．0-2．0m／s时,换热管的综合换热系数会随着管内水流速的增加而呈上升趋势：两者的综合换热系数与其外齿周向齿数和轴向齿数有很大关系,外内齿数多综合换热系数高：新开发的高效换热蒸发管-B比原仃的蒸发管-A换热性能高6．6％。通过采用新开发的高效蒸发管-B每年可为公司节省成本约256．6余万元。     

CO_2/润滑油混合物在水平管内流动沸腾换热的试验研究

为了测试润滑油对CO2流动沸腾换热特性的影响,以指导CO2换热器的设计,对CO2/润滑油混合物在水平管内的流动沸腾换热系数进行了试验研究,试验工况质量流量为2.74~5.61kg/h,热流密度为3.2~5k W/m2,测试段入口干度为x=0.2~0.5,蒸发温度在-4~8℃之间,选择PAG作为润滑油,浓度为0~6%。试验结果表明,润滑油浓度越大,CO2的局部换热系数越小;润滑油浓度较低时(<3%),换热系数下降较大,再增大含油量,换热系数下降的趋势减缓。增大蒸发温度可以延迟干涸的发生,相反地,大的热流密度和质量流量可以使管内提前出现干涸。CO2/润滑油混合物的换热系数随蒸发温度的升高而增大,随热流密度和质量流量的增大而减小。     

新型螺旋槽换热管轧制工具

介绍了一种螺旋槽热管轧制工具的机械结构及工作原理，给出了常用螺旋槽换热管的几何参数。     

水平微圆管内R22和R410a凝结换热试验

R410a是被广泛看好的一种R22替代物,研究R410a的凝结换热特性对于开发适用此类制冷工质的凝结换热设备具有重要意义.搭建了微细尺度凝结换热试验台,测量了饱和温度为40 ℃、质量流速为200～1 000 kg/ (m2·s)、干度为0.2～0.8条件下R22和R410a在内径为0.941 mm不锈钢圆管内的凝结换热系数,分析了质量流速和干度对凝结换热的影响,并把试验数据与被广泛应用于传统大管道的SHAH(1979)和AKERS(1959)关联式进行了对比.试验与分析结果表明,凝结换热系数随着质量流速和干度的增大而增大,在高干度区更加明显,表明在高干度区切应力的作用增强;两个关联式均不能准确预测试验数据,最大偏差超过60%;与R22相比,R410a的凝结换热系数在较低质量流速时低于R22,在中高质量流速时与R22相当.     

齿轮传动装置对流换热系数的实验研究

对流换热系数是热分析中的一个重要参数，本文对实验测取齿轮装置平均换热系数进行了分析研究，并给出了准则方程式。     

氨/水混合物管内强制对流沸腾换热计算

对几组混合工质强制对流沸腾换热系数计算的实验关联式进行分析比较。利用收集到的实验数据，在Bennett和Chen关联式与Rivera关联式的基础上进行管内强制对流沸腾传热的计算。并与Rivera的实验结果进行比较，得到适合氨／水混合物沸腾换热的计算式，并分析影响换热系数的因素。     

等温容器放气过程中对流换热模型的研究

为了提高等温容器的性能,对等温容器放气过程中的对流换热模型进行了研究。用4个已知流量特性的电磁阀分别对4种等温容器进行了放气实验,采集放气过程中的压力曲线,并采用“停止法”得到放气过程中的温度曲线。基于等温容器放气过程的热力学模型,结合放气过程中的压力曲线和温度曲线,确定了放气过程中的对流换热系数,最后利用相似原理拟合得到了放气过程中声速阶段和亚声速阶段的对流换热经验关系式。声速阶段和亚声速阶段的经验关系式不仅体现了放气速度对对流换热的影响,还反映了铜丝填充密度,也就是孔隙率对换热的影响;声速阶段的经验关系式中还引入了空气压缩比,体现了空气在高压缩状态下压缩性对对流换热的影响。     

螺旋四叶换热管传热与流动性能数值模拟研究

设计了一种新型高效螺旋四叶换热管。通过数值模拟分析,得到速度场云图和温度场云图,研究雷诺数为4 000～20 000时曲率半径对螺旋四叶换热管传热与流动性能的影响。研究结果表明:螺旋四叶换热管的传热与流动性能随雷诺数的增大而提高;曲率半径增大能够破坏或减薄边界层,提高螺旋四叶换热管的传热与流动性能,同时减小压降。