管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

搭接量对螺旋折流板换热器壳程性能的影响

对螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究相同螺旋角时搭接量对壳程对流传热充分发展段流动与传热性能的影响。结果表明,随搭接量的增大,同流量下壳程传热系数与压降均增大,而同压降下的传热系数降低。连续搭接时,轴向速度沿壳体径向逐渐降低;交错搭接后,轴向速度在搭接点前后变化趋势不同,分布均匀性变差。三角区漏流的切向速度方向与主流相反,强化了中心区域传热;而搭接区漏流的切向速度方向与主流相同,会增大螺旋旁流,不利于传热。搭接量越大,换热管表面换热量沿径向的不均匀性越强。     

MMC-HVDC直流侧故障特性仿真分析

由于拓扑和调制策略的不同,基于模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC)系统在直流侧发生故障时呈现出与两电平电压源型直流输电(VSC-HVDC)系统不同的故障特性。在PSCAD/EMTDC中搭建的仿真模型基础上,首先分析了MMC-HVDC直流侧线路单极接地、断线和两极短路的故障特性及其对系统运行的影响;然后针对半桥型子模块结构不能够双向阻断故障电流的问题,对子模块拓扑进行了重新设计,通过改变流经子模块电流方向,实现了桥臂电容双向充电,从而提供了续流二极管阻断电压;最后对直流侧两极短路故障进行了仿真分析,仿真结果表明,改进拓扑有效地抑制了直流侧故障电流,避免了交流断路器动作。     

操作冲击电压下长空气间隙击穿电压特性研究

基于现有长间隙放电理论和静电场方法,建立流注-先导放电数值仿真模型,并采用该模型研究操作冲击下长空气间隙放电特性.在绝缘设计中,一般参考棒-板间隙击穿电压来确定其他电极结构击穿电压.同时,实验结果表明棒-板间隙的正极性操作冲击击穿电压低于负极性操作冲击击穿电压.因此,通过建立操作冲击下棒-板长空气间隙模型,研究其击穿电...     

交错搭接螺旋折流板换热器壳程流动与传热的场协同分析

采用数值模拟方法研究了同螺距下折流板搭接量对壳程流动传热的影响。结果表明,随搭接量增大,同流量下壳程换热系数和压降均降低;三角区漏流减轻局部阻力减小,同时边缘三角区漏流加强了壳体附近区域流体的轴向和旋转流动;中心换热管的换热量急剧下降,靠近壳体换热管的变化不大。场协同分析表明,三角区漏流促进换热而边缘三角区漏流削弱换热;随搭接量的增大壳程速度场与热流场的整体协同性得到改善。     

基于PET控制特性的交直流配电网直流侧低频振荡分析

随着新能源、储能和柔性直流技术的发展,交直流混合配电网逐渐成为未来配电网的重要发展方向,大量电力电子设备接入给配电网带来了低频振荡等动态问题。为深入研究交直流混合配电网直流侧低频振荡问题,文中根据交直流配电网系统实际工程应用,对电力电子变压器主阀塔中的H桥串联和隔离型双向有源桥结构、三相逆变器以及三相Buck变换器等关键环节进行详细建模。通过时域仿真,复现了该交直流配电网实际工程中直流侧的4 Hz低频振荡现象,验证了所建数学模型的正确性。基于所建数学模型对功率和控制器参数等关键影响因素进行了定性分析,最终得出结论如下：功率水平、Buck环节电压环控制参数影响系统稳定性;Buck环节电流环积分系数影响振荡频率。     

基于直流侧保护的并网光伏发电系统低电压运行特性分析

针对PSCAD\EMTDC软件利用FORTRAN语言编程,建立了光伏阵列及MPPT控制器通用仿真模型。分析流侧保护电路的原理,研究了在电网电压跌落后直流侧保护电路投切控制策略。并在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了双极型光伏发电系统模型,针对电网三相对称短路故障下直流侧保护电路的投切策略进行了仿真研究。仿真结果验证了所提策略能实现光伏发电系统的低电压穿越。     

直流偏磁时变压器铁芯的力学特性分析

直流偏磁导致变压器局部过热,振动和噪声加剧,严重时可能损坏变压器。结合能量守恒原理,推导得到铁芯磁致伸缩与直流偏磁电流间的关系模型。基于所建立的数学模型,分析了直流偏磁引发的硅钢片的形变。以单相三柱变压器旁柱上最外层的硅钢片为对象进行了仿真研究,仿真结果证实了所推导模型的正确性,且表明磁致伸缩引发的铁芯形变是变压器振动加剧的关键因素。     

UHVDC用支撑式特高压直流滤波电容器组塔架抗震性能分析

本文采用有限元分析法,综合考虑覆冰、风动态载荷和地震载荷,借助ANSYS软件对特高压直流输电工程换流站直流场支撑式高压直流滤波电容器组塔架进行动力计算分析,确保电容器组塔架满足工程技术规范要求的抗震性能。     

基于有限元法的油浸式变压器振动特性分析及优化设计

根据油浸式变压器的电气和结构参数,基于有限元仿真软件建立电路-磁场仿真模型;根据材料磁特性实验测量结果,结合J-A磁滞模型辨识得到的特征参数,获得材料的磁特性模型。建立变压器磁场-结构力场仿真模型,获得变压器周围磁场和应力分布;将计算得到的铁心麦克斯韦力和磁致伸缩力、绕组洛仑兹力作为激励,计算得到考虑材料磁特性的变压器振动位移;提取铁心不同位置的振动位移,获得铁心振动特性分布规律。在此基础上,为降低油浸式变压器的铁心振动,将有限元法与实验设计方法相结合,通过调整变压器绕组参数获得最佳的参数,结果表明优化前后变压器最大振动位移分别为6.12μm和5.71μm,优化方法显著降低了变压器的振动,对油浸式变压器减振降噪具有重要的指导意义。     

人字形板式换热器传热和阻力性能的测试

实验测试了特定人字形型号板式换热器的传热性能及阻力特性.工况的稳定是靠改变泵功和阀门的开度来调节,使热流体进口温度固定在80℃.通过改变热流体流量改变工况,用热平衡法和换热热阻分别计算了总传热系数,两种结果相对误差在一定范围内.利用Excel软件处理实验数据,获得热侧传热系数与流速的关系,热侧摩擦系数与雷诺数的关系,并拟合出它们之间的实验关联式.     

铝制换热器的耐腐蚀性探讨

本文探讨了铝制换热器在家用空调耐腐蚀性方面的问题,通过对铝制换热器腐蚀机理的分析,说明空调企业通过合理选材、完善工艺、加强检测和生产控制,铝制换热器耐腐蚀性能可以达到与铜换热器相当的水平。     

换热器的效率分析

以热力学第二定律为基础,对换热器的４种火用效率进行了分析,讨论了冷热流体热容量率比Ｒ、传热单元数Ｎｔｕ和换热流型对换热器各种火用效率的影响。本文结果为工程上各种换热器的热力学性能分析和评价提供参考。     

5种换热管耐低温腐蚀性能的研究

为了找到相对耐低温腐蚀且性价比较高的材料,在西南地区某电厂进行了实地运行试验,并对运行后各种材料的腐蚀情况做了评估。结果表明:材料的腐蚀速率随着工质温度的降低而加快,1Cr18Ni9Ti钢的腐蚀速率相对其他材料较慢,但ND钢的性价比较高。     

大型板式换热器流体阻力特性试验研究

测试大型液-液无相变人字板式换热器不同板型、不同板片数样机的流体阻力性能,研究准则方程式法计算换热器压降与实测压降的关系。利用大型流体阻力测试装置搭建试验台,根据国标要求测试板片数分别为7片和99片,板型分别为高效-高效型、低效-低效型、高效-低效型时样机的流体阻力特性,结果显示样机板型不变板片数增多时,压降随流量增大而增加;样机板片数不变仅板型不同时,压降比基本稳定。实测某国产大型混装人字板式换热器不同流量下的压降,并与不同样机所得欧拉-雷诺准则方程计算的理论压降进行比较,发现样机板片数为7片时偏差大且不稳定;样机板片数为99片时,偏差小且稳定。偏差来源于板片间流速的不均匀分布,样机板片数与产品实际板片数相差太多时,不适于用雷诺-欧拉准则方法计算理论压降。     

换热器翅片传热及阻力特性的数值分析

本文对空调器中常用的百叶窗翅片的阻力和换热特性进行了三维数值模拟,仿真结果与实验测试的数据基本吻合。同时对另一种桥片翅片的性能进行了仿真预测,与窗片对比,桥片的阻力更小但是其换热性能不如窗片。     

燃气热水器换热器管内强化对流换热的研究

本文采用 fluent数值模拟的方法,将内插弹簧管与光管的对流换热特效进行研究,得到内插弹簧管比普通光管具有更优的传热性能,并分析其原因。引入综合性能评价标准指数,对不同水流量下的换热情况进行了进一步研究,得到在热水器水流量工作范围内管内弹簧有一定的强化换热效果。为便于热水器扰流弹簧的选择,本文进一步在研究扰流弹簧的尺寸对强化换热的影响,对不同钢丝直径、不同弹簧外径、不同节距的弹簧进行对比研究,为燃气热水器的设计提供参考。     

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。     

基于MATLAB的管壳式换热器换热特性仿真

以电站中常见的管壳式换热器为研究对象,并对其进行了数学建模。利用MATLAB软件中提供的SIMULINK组件,对换热器的动态特性进行模拟。根据模拟结果,得出了冷物流和热物流的进口温度出现不同的阶跃扰动时,冷热物流出口温度的变化曲线,从而达到预先判断设备运行状态和控制性能的目的。