管外冷凝强化换热管的结构及发展趋势

介绍了各种类型的管外冷凝强化换热管,分析了其强化机理及结构特点,并总结得出:管外冷凝强化管的换热系数与管型有关,且各管型的结构参数对强化传热具有重要的作用.对国内外管外冷凝强化技术研究工作进行分析,结果表明,目前管外冷凝强化换热管的研究主要集中于翅片形状、翅片密度、翅片高度等结构参数对换热性能的影响.强化换热管的冷凝传热性能不仅与翅片结构参数有关,而且也与管材的表面特性和导热系数有关.管外冷凝强化换热管的研究重点是开发新型三维结构翅片的双侧强化管并研究其传热关联式,以及研究不锈钢等低成本材料制造的强化管换热管的传热性能和强化结构的优化.     

R134a在水平高效强化蒸发管内流动沸腾传热特性的实验研究

本文阐述了新型替代工质HFC—134a在内螺旋微翅片强化蒸发管内水平流动沸腾换热实验研究。归纳总结了大量沸腾换热性能曲线，揭示了壁面温度沿轴向变化的规律以及沸腾换热系数与热流密度及质量流量等的因变关系，并获得了强化管的换热强化倍率。     

螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究

对13个不同翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的螺旋翅片管束换热器在不同雷诺数条件下的传热和阻力特性进行了试验研究,得出了翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距及雷诺数与换热特性Nu和阻力特性Eu的准则关系式,并对准则关系式进行了分析.结果表明:随着横向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的传热得到强化,但随着纵向管间距和翅片高度的增加,螺旋翅片管的传热有所减弱;随着横向管间距、纵向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的阻力减少,但随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增加.     

多孔表面管沸腾传热试验研究

针对烧制成多孔表面管,进行了传热性能研究,试验表明：多孔管可以显著地强化多孔侧沸腾传热,民同规格光滑管传热性能试验对比,其沸腾给热系数比光滑管提高５－６倍。     

R245fa有机工质在Turbo-EHP管外流动沸腾换热实验研究

结合沸腾传热问题,通过凝练并设计实验系统,研究有机工质R245fa在高效蒸发换热管Turbo-EHP管外流动沸腾传热的性能,分析有"孔穴"结构的表面强化管的强化机理。实验中通过改变热源流量、温度以及工质流量等参数,研究其与局部以及平均沸腾换热系数之间的关系。实验结果表明,Turbo-EHP型管前、中、末3段的强化效果不同,在前段气泡热阻对换热性能有一定的影响,中段换热效果达到最优,末段由核态沸腾转为气与壁面的对流换热,换热效果减弱;且随着工质流量的增大,沸腾性能显著增强。     

强化管内沸腾换热实验研究

主要研究在低过热度下微槽对流动沸腾换热特性的影响,分别以单工质甲醇和甲醇与甲苯的混合物为工质对不同流量情况下光管、直槽管和螺旋槽管的流动沸腾换热特性进行了实验研究。研究结果表明：对单工质甲醇来说,螺旋槽管可以明显起到强化传热作用,而且流量越低,强化传热效果越明显。对混合工质来说,当流量较低时,螺旋槽管强化传热效果不明显,而在流量较高时,强化传热效果比较明显。无论是单工质还是混合工质,直槽管在实验所能达到的壁面温度条件下不能起到明显的强化传热效果。还给出了螺旋槽管强化传热的定性解释。     

偏心管翅式相变储热单元性能强化的模拟

对管翅式相变储热单元进行了二维非稳态模拟研究。在考虑自然对流与外管传热的情况下对比研究了同心管翅、偏心管翅以及翅片接触外管三种储热单元的传热特性。考虑了内管壁温度、外管材料、翅片厚度对储热性能的影响。结果表明,与采用同心管翅时相比,由于自然对流的影响,偏心管翅储热单元有效削弱了固-液界面分布不均匀现象,完全融化时间减少了29.3%,而当翅片接触金属外管时,通过翅片的传热外管温度迅速升高,增大了换热面积,完全融化时间减少了近49.3%。可见,翅片接触外管储热单元不仅削弱了自然对流引起固-液界面分布不均匀现象,而且利用了外管的传热,强化了储热换热性能。     

表面润湿性影响池沸腾传热的研究进展

沸腾传热主要受汽泡产生、成长和脱离的控制,而这些汽泡行为与表面润湿性密切相关,通过改变加热面的润湿性,可在一定程度上调节汽泡在加热面上的发展过程,从而影响沸腾传热。介绍了不同润湿性表面及其对沸腾传热的强化机理和气泡动力学,综述了近年来通过表面润湿改性影响沸腾传热的研究进展,并指明表面润湿性与多尺度结构相结合的沸腾传热的研究新动向,为未来利用润湿性强化沸腾传热提供了一个较为清晰、全面的理论基础。     

内表面烧结型多孔管的流动沸腾换热

采用流动沸腾传热试验平台,研究了2 m长铁基烧结型内表面多孔管竖直管内流动沸腾传热特性,利用流动沸腾传热学基本原理及公式计算了传热过程中的热通量、沸腾传热系数及相关参数,并考察了过热度和流速对多孔管流动沸腾传热性能的影响.结果表明:烧结型表面多孔管的流动沸腾传热能力优于同条件下的光滑管,内表面沸腾传热系数是同尺寸光滑管...     

百叶窗翅片的传热和阻力性能试验研究

风洞试验台上对8种不同结构参数的百叶窗翅片进行传热和流动阻力的性能试验。分析比较了翅片长度、翅片间距、翅片高度对其传热和阻力性能的影响，其中翅片长度和翅片间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小。同时采用3√j/f因子综合评价了8种翅片的强化传热效果。结果表明，翅片长度对强化传热影响最为显著。     

强化传热管在能源节约中的应用

强化传热技术是利用各种型式的翅片管,多孔表面管、表面粗糙化管,螺旋槽管,管内插件等换热元件或在流动介质中附加电场,磁场、超声波,机械振动,添加剂等辅助设施,促使流过换热元件的介质产生湍流,减薄边界层使整个对流换热热阻减少,起到强化传热作用的技术。 由光管滚轧制成的内外表面螺旋槽管是促使流体形成边界层分离流和螺旋流,具有     

薄层多孔层内池沸腾时回液特性

多孔介质可以强化相变传热,被广泛应用到电子器件散热中。热管依靠毛细芯孔隙内沸腾和凝结形成热质快速迁移的驱动,实现高密度和高效传热。薄层多孔层内沸腾时液体回流特性研究对提高热管传热效率、热流密度及寿命意义重大。通过不同多孔介质在不同液位下的池沸腾实验,获得了薄层多孔表面在较高热流密度下沸腾时的气泡特性和沸腾曲线,并结合毛细理论分析多孔表面的回液特性。实验结果表明,高热流密度下毛细回流占主导作用,较小的有效毛细半径和较大的渗透率有利于液体回流。     

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。     

三套管式相变蓄热器强化传热研究

基于三套管式相变蓄热器的特点,提出应用T字形翅片来强化相变蓄热器的传热性能。研究结果表明:添加翅片可有效地降低蓄热器中相变材料的凝固和融化时间,直翅片和T字形翅片的混合强化结构能使凝固过程比未强化结构节省74%的时间,使融化过程节省60%的时间。因此直翅片和T字形翅片的混合使用可以达到进一步强化传热的目的。     

板式石蜡储热器传热的数值模拟

在相变储热器中采用强化传热技术，克服相变材料的低导热性能，是目前国内外研究的热点。应用FLUENT软件数值模拟了翅片强化板式石蜡储热器的凝固传热过程，得到随时间变化的相界面位置、总凝固时间、壁面热流、翅片温度分布等，并进一步分析了翅片对不同长宽比叫的储热器的强化传热效果。模拟结果表明，只有当ω≥1时，翅片才能对储热器起到明显的强化传热作用，研究结果可为相变储热器的优化设计提供可靠的依据。     

表面强化管外池沸腾传热特性研究

为实现节能降耗,开发了多种强化沸腾传热的高效换热管。以水为工质,在0.1MPa下对垂直光管、烧结多孔管和T槽管进行了池沸腾传热实验研究,并分析了沿管子轴向的温度分布。实验结果表明,烧结多孔管与T槽管能显著降低起始沸腾过热度、强化沸腾传热:烧结多孔管和T槽管的起始沸腾过热度比光管的低1.5K左右;烧结多孔管和T槽管的核态沸腾传热系数分别为光管的2.4～3.2倍和1.6～2.0倍。此外,烧结多孔管和T槽管能降低相同热流密度下的壁面温度,且有利于降低管子轴向的温差。     

螺旋扭曲扁管管内湍流传热性能数值模拟

采用Realizable k-ε模型及周期性边界条件对螺旋扭曲扁管管内充分发展湍流流动与换热性能进行了数值模拟和理论分析,并且提出了螺旋扭曲扁管强化传热评价指标。通过建立不同规格的螺旋扭曲扁管几何模型,得出螺旋扭曲扁管的长短轴比a/b越大、扭曲比s/de越小,其强化传热综合性能就越好,与此同时,其流动阻力也会增大。随着Re数的增大,强化传热综合性能减弱。     

H型翅片椭圆管束传热与阻力特性的实验研究

对H型翅片椭圆管束的管外侧传热与阻力特性进行了模化实验研究,得到了H型翅片椭圆管束的管外侧传热与阻力特性变化规律,分析了横向管间距s_1与纵向管间距s_2对H型翅片椭圆管束传热与阻力特性的影响。研究表明:在研究范围内,随着s_1的增大,管外侧传热性能变差、阻力减小;随着s_2的增大,管外侧传热性能明显变差,阻力明显减小;且纵向管间距s_2对传热与阻力性能的影响比横向管间距s_1更明显。     

水平翅片管外混合气体对流冷凝传热的理论研究

以Nusselt理论为基础,结合修正的膜理论,对含湿混合气体横掠水平翅片管外时的翅片表面对流冷凝传热机理进行研究。建议了分区处理方法,建立了翅片侧壁和光管上的液膜流动和传热模型。得到了管壁温度、烟气进口温度和雷诺数对总凝结液量的影响,以及翅片侧壁液膜的厚度分布。     

满液型海水淡化蒸发器的换热特性研究

海水淡化装置，太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器目前使用管排外降膜式蒸发方式。如将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中则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换热机理，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。该研究以盐水为实验工质，对紧凑传热管束受限空间的沸腾换热进行了实验研究，确认了满液式蒸发换热器也具有很好的换热性能，在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。