开式直筒辐射管辐射换热性能的数值计算

针对一种设计用于长形炉膛的新型开式直筒辐射管,利用蒙特卡洛法对其辐射换热进行数值计算,从而对其工作性能作出预判,为开式直筒辐射管在工程领域的应用提供依据.结果表明：在长形筒状炉膛内使用开式直筒辐射管,炉膛壁面沿长度方向上的热流密度分布表现为先上升再下降、在尾部又上升的规律;在各负荷条件下,辐射管沿长度方向上的壁面温度分布规律同样为中间温度高,两侧温度低,其中前段温度平均低于后段温度.     

侧风下浮力驱动“塔烟”流动及换热特性数值研究

在介绍"塔烟"的凝汽模型和原理的基础上,建立了多孔介质简化模型和基于浮力驱动的自然对流流动换热模型,采用Fluent软件模拟并分析了在不同风速情况下"塔烟"内的流场和各凝汽器单元的换热量,提出了减小侧风影响的改进方案.结果表明:在没有侧风时,流场是均匀对称的,此时塔周向各进风口通风量基本一致,各凝汽器单元换热量均匀;当存在侧风时,由于进风区域圆柱绕流作用和塔出口"风盖"现象,各进风口通风量存在较大偏差,各凝汽器单元散热不均匀;在风速大于4m/s时,各凝汽器单元换热量差异较大,随着风速的增大,这种现象加剧;进风口区域加装导流板是减小侧风影响的可行方案.     

螺旋槽管束管外对流换热特性的数值模拟

针对烟气横掠顺列螺旋槽管束外侧的流动传热问题,利用CFD技术、通过改变顺列螺旋槽管束的横向、纵向间距、螺距、槽深等结构参数,对烟气横掠螺旋槽管管外的流动传热特性进行数值模拟,分析多几何参数对螺旋槽管管外流动传热特性的影响,得出强化传热的原因和合理的结构参数。研究表明:螺旋槽管束管外传热特性数Nu比光管管束高7%-20.6%;随横向间距的增大,管外传热特性数Nu减小,烟气流动阻力也随之减小;纵向间距的增大使管外传热特性数Nu和烟气流动阻力均增大;增加螺距或减小槽深都可以强化换热,但烟气流动阻力也会增大;综合考虑,螺旋槽管束的横、纵向间距分别取s1/d=1.75-2,s2/d=1.5-1.75,螺距P取25-30 mm,槽深e取0.4-1 mm。     

紧凑传热管束受限空间内沸腾强化换热特性

海水淡化装置以及太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器,采用管排外降膜式蒸发方式,它具有很多优点,但管间距离较大,以致尺寸较大,供液方式较复杂。将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中,将其变为满液式蒸发换热器,利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热,在间隙尺寸适宜时,其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。对紧凑传热管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究,确认了满液式蒸发换热器具有良好的换热性能,在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

空冷散热器换热特性的数值研究

通过数值模拟的方法对椭圆翅片管和圆形翅片管进行了模拟,得出了在低速风情况下椭圆翅片管和圆形翅片管的流场分布情况,并经过流场分析和理论推导得出了椭圆翅片管散热效果要优于圆翅片管的结论;对9个不同长宽比的椭圆翅片管散热性能进行了对比研究得出了最佳长宽比的概念。     

高温烟气急冷过程数值模拟

为解决含氯有机废液、废气焚烧时高温烟气降温过程中会产生二噁英的问题,提出了高温烟气急冷工艺.将焚烧产生的高温烟气直接通入水槽中进行冷却,通过分析不同烟气温度、不同入口速度时烟气在冷却水槽中的温度、体积以及速度分布,得到高温烟气降温所需要的冷却水液面高度和溢流堰宽度随烟气温度和入口速度的变化规律,为工程实际应用提供理论基础.计算结果表明,高温烟气的温度越高,进入水槽的速度越大,所需冷却水液面高度越大,溢流堰宽度越大.     

甲铵冷凝器换热管束破裂原因分析

以大量的理化、金相、腐蚀产物分析为依据,详细分析了甲铵冷凝器中材质为ＤＰ－１２（ＡＳＭＥ ＵＮＳ Ｓ３１２６０相当于００Ｃｒ２５Ｎｉ７Ｍｏ３ＷＣｕＮ双相不锈钢）换热管束产生裂纹的原因。并提出了改进措施和建议。     

管束布置对凝汽器性能影响的数值模拟分析

应用STAR-CD软件和自定义子程序,针对AT型、向心型、帽型和山型4种管束布置类型的凝汽器进行数值模拟,计算得到壳侧蒸汽的速度、压力、空气浓度、凝结率以及总传热系数等参数的分布情况,综合分析冷却管束的布置对于凝汽器产品工作性能的影响。     

紧凑型强化传热管管束受限空间内沸腾强化换热特性

采用满液式蒸发换热器，利用强化传热管管束受限空间内早期沸腾强化机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热。其换热性能大大优于降膜式蒸发换热器。对紧凑型滚压表面传热管管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究，确认了满液式蒸发换热器使用紧凑型滚压强化管束具有良好的换热性能，在小管间距时有显著的沸腾换热复合强化效应。     

紧凑传热管束爱限空间内沸腾强化换热特性

海水淡化装置以及太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器,采用管排我降膜式蒸发方式,它具有很多优点,但管间距离较大,以致尺寸较大,供液方式较复杂。将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中,将其变为满液式蒸发换热器,利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热,在间隙尺寸适宜时,其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。     

空气横掠矩形翅片椭圆管束换热规律的数值研究

采用Fluent软件对矩形翅片椭圆管束空气侧的对流换热情况进行了三维数值模拟,获得了不同流速下翅片表面温度分布,分析了迎面风速与换热系数之间的关系,随着速度的增大,空气侧的换热系数增加,并拟合了换热计算公式。同时分析了不同翅片间距对换热的影响因素,随着翅片间距的增大,空气侧换热系数增加,而且随着Rg数的增加,换热的强化更加明显。     

直接空冷单元流动换热特性数值研究

对A型直接空冷单元流动换热特性进行了数值研究,分析了环境风速、风向、风温、平台高度等对空冷单元流动换热特性的影响。计算结果表明:环境侧风通过两方面影响空冷单元的性能,水平分速度严重影响通风量在散热器上的分配均匀性,垂直分速度严重影响风机的通风量。随着环境风速的增大,散热器的通风量减小,散热器温度升高,热回风率增加,风机压头有效利用系数降低;在同样环境风速下,Y向风是更不利的风向,应尽量避免;环境温度增加一方面提高了空冷单元的进风温度,另一方面减少了风机的通风量,使流动和换热恶化;在所研究的平台高度内,平台高度对空冷单元的流动和换热影响不大。研究结果可为空冷凝汽器的运行及优化设计提供参考。     

径向错列翅片管内凝结对流换热数值模拟分析

采用数值模拟方法,对径向错列翅片管内含不凝结气体水蒸气的凝结对流换热及阻力特性进行了综合分析。将编写的自定义函数(UDF)导入ANSYS FLUENT软件,对新型强化管传热性能和阻力性能进行了数值模拟,并根据管长方向壁面上蒸汽质量分数的变化情况,讨论分析了凝结过程中翅片管传热性能的变化规律。分析结果表明:与光管相比,内翅片管的强化传热效果随翅数增多、翅片换热接触面积增大而更加显著;另一方面,翅片管的流动阻力相应增大,对管路换热产生不良影响。在所研究翅型范围内16翅y=2x~2型翅片管综合强化换热效果更优;此外随着换热过程的持续,蒸汽凝结逐渐放缓;入口速度增大导致水蒸气凝结不充分,对换热效果的提升有一定制约。     

复杂方腔内自然对流换热数值模拟分析

对一个内有绝热障碍物的复杂方腔的自然对流换热问题进行了数值计算分析，采用SIMPLE算法，运用类似处理孤岛的方法成功地处理了方腔内部的障碍物，并在此基础之上，对不同高度的障碍物和不同Ra数的方腔内的自然对流换热进行了模拟计算。计算结果表明障碍物的高度和Ra数对流动换热有着重要影响，但其影响对冷热壁面不一样。     

螺旋翅片管束换热过程的熵产分析

对不同翅片间距Sf、管束横向节距St和管束纵向节距Sl的9组螺旋翅片管束的换热和流动过程进行了试验研究.分析了换热过程的熵产,研究了雷诺数(RP)、翅片间距、管束横向节距和管束纵向节距对管束换热熵产数NsH、流动熵产数NsF和总熵产数Ns的影响.结果表明:对不同布置方式的管束,随着Re的增加,NsH迅速减小,NsF逐渐增加,Ns先减小后增加;翅片间距对NsH影响较小,在高Re下,翅片间距增大时,NsF和Ns均明显降低;横向节距对NsH几乎没影响,但随着横向节距的增加,NsF和Ns均明显降低;管束纵向节距对NsH、NsF和Ns的影响都很小.     

强化传热管束狭窄空间内R_11的沸腾换热特性

对紧凑型滚压面传热管管束狭窄空间内R－11的沸腾强化换热进行了实验研究,确认了由紧凑型滚压强化管束组成的满液式蒸发换热器具有良好的换热性能。其原理是利用强化传热管管束狭窄空间提前从自然对流换热转换为旺盛核沸腾换热,实验结果确认了管束形成的狭窄空间和强化传热面两种强化技术对沸腾换热的强化效果不能简单叠加。     

填充床内对流换热的数值研究

为研究空气流入高温填充床时小球直径和空气流速变化对填充床内对流换热和压力损失等的影响,利用孔隙尺度介观方法对顺序排列多孔介质小球的三维填充床进行数值计算,数值计算与实验结果吻合较好。结果表明:填充床内固相和气相间存在热的非平衡性;当小球直径从2.8增大到5.6 mm时,在最高温度上游对流换热强度减小,在最高温度下游对流换热强度增大,同时,压力损失和最大无量纲速度减小;气体流速增大时,填充床内产生湍流运动。     

直膨系统顶排管换热性能实验研究

顶排管作为冷冻冷藏库内常用的冷却设备之一,在冷库降温过程中具有诸多优势。但其自然对流换热过程复杂性,整个换热过程包括导热、对流以及辐射3种形式,导致对自然对流条件下的冷却排管理论分析求解比较困难。文中分别研究了不同库温、不同换热温差共12组工况下,顶排管的换热性能,得出了传热系数的变化情况及最佳工况点。     

SCAL型间接空冷塔内外空气流动和传热性能数值研究

利用计算流体力学软件CFD,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的SCAL型间接空冷散热器空冷塔内外空气的流动和传热性能进行数值模拟、分析和研究。确定考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量以及机组背压的影响。模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔内外流场发生复杂变化,空冷塔通风量和散热器散热量降低,机组背压升高,将引起很大的经济损失。这为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。     

超疏水管束流动传热数值分析

为了研究超疏水表面的滑移特征对散热器管束的流动减阻及传热强化的影响,针对层流状态下滑移边界条件对二维圆柱表面的流动及传热特性影响进行了数值分析。基于ANSYS FLUENT18.0软件,利用有限元方法计算了雷诺数Re=120时,不同滑移长度下横掠二维圆柱的流场及温度场。圆柱表面采用了Navier模型来表征超疏水滑移现象。计算结果表明：圆柱表面综合传热性能是随着滑移长度增加而呈线性增加的趋势,而圆柱表面综合摩擦阻力是随着滑移长度增加而呈线性减小的趋势;圆柱表面附近速度边界层厚度是随着滑移长度增加而逐渐变薄,明显变薄的发生区域是在圆柱前驻点附近;圆柱表面局部摩擦性能是随着滑移长度的增加而在前驻点区域减小明显,在后驻点区域变化不明显,这也导致了相似的圆柱表面局部传热性能的变化。上述流动传热特性结果将为高效-紧凑型散热器的研究提供参考。