两相闭式热虹吸管的强化传热

在两相闭式热虹吸管的沸腾段与冷凝段中分别插入内管形成新型结构.直观考察和传热实验表明,新结构的两相闭式热虹吸管操作稳定、传热系数高.本文考察了新型结构两相闭式热虹吸管的流体流动型态,并在Soliman冷凝传热模型的基础上,提出了环隙内蒸汽与冷凝液并流的冷凝传热模型,该模型的计算值与实验值比较,平均偏差为19.4%.     

两相闭式热虹吸管强化传热研究进展

回顾了两相闭式热虹吸管强化传热技术研究现状,将热虹吸管强化传热技术归纳分为4类,即采用高效工作介质、管壁内表面处理、管内设置内插件和其它类。分别阐述了这4种技术的强化传热机理,总结得出大部分技术多局限在实验分析层面上,缺乏理论上的深入分析,暂时没有得到工业生产的大规模应用。并指出了强化传热技术的理论研究、各种参数对传热性能的影响探究以及如何降低工业应用的生产成本将是今后热虹吸管强化传热技术的研究热点。     

两相闭式热虹吸管传热极限的实验研究

本文对大型热虹吸管进行了各种不同工况的传热极限实验,取得了238组不同条件下的极限实验数据。根据液阻限制极限功率的机理,考虑到热虹吸管的特点,给出了适用范围较宽的热虹吸管两相流液阻判据式和计算极限功率关联式,误差不超过20％。同时还给出了分别适用于几种工质的简便计算式。     

两相闭式热虹吸管冷凝换热规律的实验研究

本文通过可视化热虹吸管实验,拍摄了冷凝段内部冷凝液的各种基本流型和特殊流型,设计了试验用多节风冷热虹吸管以及相应的风道系统。采用自行组装的高精度微机控制的测试系统测量温度,对不同工质(水、乙醇、丙酮、氟里昂-11)热虹吸管进行了不同工况的实验。获得了各种工程实际工况下的冷凝换热系数,还获得了冷凝换热系数随热流密度、蒸汽压力变化的规律以及沿2.5米长冷凝面长度上的变化规律。实验结果表明,热虹吸管的冷凝换热系数在很大范围内偏离努塞尔特理论解。本文结合可视化实验,对其进行了分析。     

新型两相闭式热虹吸管的传热性能

本文设计了一种新型结构的两相闭式热虹吸管(重力热管),通过可视化研究和传热性能研究,探索了新型结构热管中充液率、操作温度及传热量对传热性能的影响。提出了新型热管的流体流动的物理模型,并得到实验验证。结果表明,本文所提出的新型结构热管操作稳定,传热性能良好,临界热通量高。     

密闭式热虹吸管的传热机理研究

热管理论及其应用的迅速发展,无论从原理上还是结构上都给热管以更为广泛的含义。其传热性能优良、工作性能可靠,因此可用作地面上各类传热设备中的高效传热元件。目前对于超临界工质热管的研究总体上还处于起步阶段,更全面、更深入地研究超临界工质密闭式热虹吸管的传热特性就显得尤为重要,以便为工程设计提供可靠的依据。     

基于滴膜共存理论热虹吸管冷凝段传热模型

引入滴膜共存冷凝传热理论分析管内存在滴状冷凝的热虹吸管冷凝段传热,将热虹吸管冷凝段传热表示为滴状区和膜状区传热之和建立传热模型。滴状区,以Rose冷凝传热模型计算单个液滴的传热,基于随机分形理论建立了液滴的空间和尺度分布函数,进而求解整个滴状区的热通量。膜状区,根据Nusselt竖壁层流膜状凝结理论进行热通量的计算。通过沟流级别计算滴状区和膜状区的面积比率,从而建立滴膜共存冷凝传热模型。传热模型计算结果与实验结果较为吻合,能够反应热管冷凝段传热本质。     

平行流热管管内两相流动可视化实验研究

平行流热管换热器综合热管轴向高效换热和平行流换热器管外高效换热的优点,是一种新型的热管换热器。为了研究平行流热管工作机理及管内流动过程,搭建了平行流热管可视化实验台并对不同结构参数、不同加热功率和不同充注工质下的启动特性和传热传质规律进行了实验研究。实验结果表明：平行流热管工作机理复杂,并联管路内气柱和液柱在重力和不平衡压力的共同作用下进行互激振荡流动,并且管内出现泡状流、弹状流、环状流等多种流型,同时较高的加热功率和较大的管径会加剧工质在并联各管路之间的往复振荡,增加工质在蒸发段和冷凝段的扰动,提高热管的换热性能。     

环形狭缝通道内气液两相环状流流动特性

建立了环形狭缝通道内气液两相环状流的理论模型 ,该模型计及环状流气芯流动的可压缩性、气液两相间的相滑移、气相对液滴的夹带作用等因素 .考察了两相流质量流量和干度对压降、液滴速度相对变化和狭缝喉部气芯通流面积的影响 .用建立的理论模型对空气 -水两相环状流通过环形狭缝的两相压降进行预测 ,预测值和试验值吻合良好     

螺旋流内热虹吸沸腾装置(Ⅰ)——两相流动及传热机理和性能的研究

利用透明膜加热管对内热虹吸式沸腾装置各种螺旋通道内的两相流流型的变化规律、稳定性及传热性能进行观察研究.同时用钢管绕以电阻丝加热,以便能更准确地测量传热系数.实验所用的内热虹吸管模型共有七种不同的几何尺寸,其中五种为螺旋通道,两种为直流环形通道.实验介质为水、乙醇及聚丙烯酰胺水溶液.实验结果用q～G_t和q～(?)的关系来表示.文章讨论了通道的几何形状和尺寸、介质物性等对流体流动及传热性能的影响.     

内加热式螺旋流流动沸腾传热研究

本文研究了内加热式螺旋流流动沸腾传热的传热性能与临界热通量问题，提出了有旁流和无旁流时沸腾传热系数的计算方法，并进行了验证。     

AOD喷枪的流速与传热特征模型

介绍了AOD工艺中使用的喷枪模型，以此来研究混合气体中不同的氩气与氧气比率对流速与传热特征的影响，并将预测值与实验值加以比较，指出未来AOD转炉模型的改进方向。     

LDCT及其在气液两相流传热研究中的应用

介绍了极限扩散电流技术(LDCT)的基本原理及其在气液两相流研究中的应用.该技术利用置于电解质溶液中的电极间处于扩散控制的氧化还原反应,直接测得液固传质系数,经三传类比,可获得单相液体与气液两相流传热的特性.由于LDCT电极可制成微小尺度,并可进行瞬时值的测量,故可进行传质与传热局部值与瞬时值的测量,在气液两相流这一复杂系统传递特性的深入研究中,可成为一个十分有用的测试技术.     

双开缝翅片空气侧换热和流动特性的数值模拟

利用数值耦合传热计算方法研究了四排管双开缝翅片管式换热器的传热特性和阻力特性,获得翅片附近空气的速度场和温度场,分析了开缝对翅片管换热器换热性能的影响。并针对翅片间距和开缝高度对翅片管换热性能的影响进行了数值模拟分析,得到了开缝高度和翅片间距针对换热系数的最佳组合。     

Numerical Simulation of Fluid Flow and Heat Transfer in Thermoplates

A thermoplate is a heat transfer device consisting of two metallic sheets that are spot‐welded according to an appropriate pattern over the whole surface area whereas the edges – except for connecting tubes – are continuously seam‐welded. By applying a hydro‐form technique, a channel having a complex geometry is established between the sheets. Such heat transfer devices are encountered in several areas of cooling and heating techniques and process technology, e.g. as condensers or evaporators. The objective of the described investigations was to numerically obtain the optimal geometry of the thermoplate with respect to heat transfer of the inside fluid that passes through the channel as a single phase. The numerical experiments show that the heat transfer potential of the thermoplate having a staggered arrangement of welding spots is markedly higher than that of a common flat channel, particularly at larger Reynolds numbers. The variations of the geometrical parameters show the potential for the heat transfer improvement in comparison to a corresponding parallel plate channel.     

宾汉型塑性流体在圆管内层流流动时的放热规律

本文沿用王补宜的处理方法,对宾汉型塑性流体在光滑圆管内作定常层流流动时的放热规律作了近似的理论分析,分别导得了t_w=常量和q_w=常量两种热边界条件下的放热系数的计算公式。并用实验数据及t_w=常量时的近似理论值作了检验和比较。     

垂直U型管两相流流型和传热研究(I)——U型管弯管段两相流流型转变

对垂直U型管弯管段空气-水同向流动时气液两相流在不同速度范围内流型间转变进行了试验,试验用内径21.5mm有机玻璃管,弯管半径分别为694、500和320mm.流型采用直接观察法及电导探针法确定.所得数据与Mandbane等人及Weiman等人的水平管转变关系式作了比较.根据试验结果,给出了以折算气体和液体速度V_(SG)及V_(SL)为座标的总流型图,提出了计算流型转变的关联式.     

两相闭式热虹吸管在寒区埋地输油管道安装方式及降温效果研究

考虑全球变暖因素,建立热虹吸管(热管),输油管道和多年冻土的传热耦合模型。基于此模型采用中俄输油管道作为研究对象,研究多种热管安装方式的降温效果,分析最佳安装方式的温度场规律。结果说明:热管降温效果显著,且双侧90°安装的效果最佳。另外,热管在埋入前两年内,15 m以下土壤地温为-1.5℃(初始值地温),而在热管埋入的第3年起,冷量的积累开始影响深层土壤,在第30年的到达最大储冷量,地温开始回升,在第50年时深处地温升至正温0.83℃。     

导流装置对凸肋通道传热与流动的影响

采用商用CFD软件Fluent对内插四种导流装置(上半圆弧,下半圆弧,圆柱型,斜板型)的凸肋通道传热和流动性能进行了数值模拟。分别研究了导流装置形状,导流装置位置对通道内流场、传热性能与流动阻力的影响。结果表明,与传统凸肋通道相比,内插导流装置的通道平均Nusselt数(Nu)提高了14.8%以上。斜板型导流装置的Nu最大,而圆柱型导流装置的阻力因子f最小。从流场及温度场分布可以看出,导流装置的引流作用使部分主流区流体流向凸肋下游的壁面,并与壁面发生了碰撞,减薄了壁面的热边界层,从而提高了传热速率。另外,导流装置向凸肋上游移动时,对传热的影响不明显;导流装置向凸肋下游移动时,流动附着点也随之移动,热边界层被破坏后重新发展,导致传热速率增加。比较导流装置不同位置的综合性能因子(TPF),位置I的效果最优。