基于火积耗散热阻的新型板式省煤器传热分析

建立了新型板式省煤器的传热模型,计算了新型板式省煤器的火积耗散热阻以及空气侧压降,分析了新型板式省煤器结构参数及空气流速变化时,火积耗散热阻及空气侧压降的变化情况。研究结果表明:增大长轴可以减小火积耗散热阻,有利于提高板式省煤器的传热性能,并且空气侧压降变化幅度不大;增大短轴可以减小火积耗散热阻,有利于提高板式省煤器的传热性能,但空气侧压降增大;减小板束间距可以减小火积耗散热阻,有利于提高板式省煤器的传热性能,但空气侧压降增大,尤其是在板束间距小于20 mm时,继续减小板束间距会造成空气侧压降急剧增大;增大空气进口流速可以减小火积耗散热阻,有利于提高板式省煤器的传热性能,但空气侧压降增大,对换热器的磨损也会增加。     

低气压下翅片管换热器空气侧换热特性的实验研究

为研究低气压环境下翅片管换热器空气侧的换热特性,对不同气压环境下空气侧流速和翅片间距对平翅片管换热器空气侧换热特性的影响进行了实验分析。实验环境气压范围为40～100 kPa,换热器迎面风速为1.0～3.5 m/s,翅片间距2～3 mm。研究表明:实验工况下环境气压40 kPa时空气侧传热因子仅为常压下的30.42%～46.41%;低气压环境空气侧流速和翅片间距对空气侧换热的影响趋势与常压数据基本保持一致;不改变换热器结构,环境气压的变化仅影响空气物性,而对空气的流动状态的影响不大;翅片间距影响随Re的减小和环境气压的降低而减弱,两种翅片间距模型空气侧传热因子平均差异在环境气压为100 kPa时为12.07%,40 kPa时缩小为3.00%。     

百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性数值模拟

采用数值模拟方法对百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性进行研究,分析管排数、开窗角度和翅片间距对百叶窗翅片管换热器空气侧性能的影响.结果 表明:空气侧传热系数随管排数增多而降低,最大降幅约12.5％,压降随管排数增多而增大;低雷诺数下百叶窗角度为20°时换热器具有较好的综合性能,较大雷诺数下25°为最佳百叶窗角度;随...     

圆弧型开缝翅片管空气冷却器传热与阻力特性试验研究

对3种不同翅片间距的圆弧型开缝翅片管空气冷却器进行试验研究,得到迎面风速在1.0~3.0 m/s空气侧传热与阻力特性变化规律,分析了迎面风速、翅片间距对换热器传热与阻力特性的影响;雷诺数Re在1200~3800,综合性能指标随着Re的增大而增大;当Re1800时,Pf=1.7 mm的综合流动传热性能最好,当Re1800时,Pf=2.5 mm的综合流动传热性能最好;圆弧型开缝翅片管的综合流动传热性能比平直翅片管高。     

污秽颗粒在太阳能光伏组件表面的沉积机理及组件积灰特性数值模拟

基于颗粒力学行为及表面能对其沉积影响的分析,探究了颗粒沉积机理并提出了其沉积条件;建立了光伏组件积灰数值模型,通过相同条件下试验与模拟结果的对比验证了该模拟方法的合理性。在此基础上,模拟分析了粒径、风速和安装倾角对组件表面积灰量的影响。结果表明：相同条件下,10μm颗粒的积灰量最大,且当安装倾角大于30°时,积灰量与粒径呈负相关变化;粒径为30μm时,积灰量随安装倾角的增大近似呈线性减少,且当安装倾角由15°增大至60°时,可使风速为7 m/s时的积灰量减少约2.3 g/m²,其降低率约为52.4%;随着风速的增大,积灰量近似呈“V”形变化;污秽粒径不大于30μm且年平均风速约3 m/s的地区可能更适合建设光伏电站,且适当增大安装倾角有助于降低积灰量。     

纵向直翅片在热管换热器防止积灰中的应用

热管换热器以其新型、高效的传热方式,多样结构,使用灵活方便的特点,近几年在工业余热回收中发挥了良好的作用。但在长期的使用过程中,翅片管表面会产生积灰,严重影响了换热器的正常运行。由于各类烟气,无论是燃煤、燃油或气体燃料,都不同程度地带有飞灰和烟尘,在操作环境恶劣、粉尘大的地方,烟气中含尘量更高。当含尘烟气流经换热器冲刷受热面时,日积月累就产生积灰,轻则使受热面热阻上升,降低换热器的传热效率,并能使烟道流通截面减小,烟气流动阻力增大;重则使烟道堵塞,换热器失效,影响设备的安全性和经济     

利用寒冷空气自然冷量的翅片管式换热器设计与分析

为了充分利用我国西北地区冬季丰富的自然冷量,设计了能够利用冷空气对盐水降温的翅片管式换热器。对换热器进行了结构设计,采用计算流体动力学Fluent软件对换热器空气侧的温度场和速度场进行了模拟,分析了空气流量和盐水流量变化对传热性能的影响。结果表明:当环境温度变化时,换热器空气侧的温度场和速度场整体分布较为均匀;总传热系数随空气流量和盐水流量的增加而增大,但幅度越来越小;实际换热量随空气流量的增加先增大后减小,随盐水流量的增加逐渐增大,但幅度越来越小。     

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.     

风冷冷水机组V型冷凝器空气流动的模拟

建立了风冷热泵翅片管换热器空气侧流动与传热的数学模型,模拟了V型风冷翅片管换热器在不同翅片管间夹角与底部距离下的空气流场,分析了不同翅片管间夹角与底部距离对空气流动的影响。模拟结果表明,两换热面的夹角增大时,换热面的迎面风速和平均风速也随之增大,且增长相当明显,但最大风速相差不大。当底部间距增大时,换热面的迎面风速和平均风速亦随之增大,但变化的幅度比较小。     

非对称翅片管换热器传热和阻力特性的数值分析

基于COMSOL软件建立了一种非对称翅片管换热器的三维模型,对空气侧的流动和传热特性进行了数值研究,与平直翅片管换热器进行对比,并进一步分析了不同雷诺数下交错角β对非对称翅片管换热器性能的影响.结果表明:在Re为3 239~9 700内,与平直翅片管换热器相比,非对称翅片管换热器的传热因子增大,平均增大量为13.95%,阻力因子减小,且随着Re增大其减小效果更加明显,平均减小量为4.80%;以MJF作为评价标准,且其他结构参数不变时,β=30°时MJF最大,换热器的综合性能最好.     

双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性试验研究

开缝翅片管换热器是在平直翅片管换热器基础上发展而来的强化传热管型,在空调、电站间接空冷系统等的传热设备中具有广阔的应用前景。为获得运行工况变化对双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响,进行了模化试验研究,获得了在进口水温相同的条件下,随着试件进口风温的升高,传热系数和空气侧流动阻力均减小的规律;在进口风温相同的情况下,随着进口水温的升高,对传热系数的影响不大,可以忽略不计,而空气侧流动阻力随之增大。     

硅灰在对流管束表面沉积特性的试验研究

硅冶炼炉余热烟气中的硅灰在换热器表面沉积影响换热效率,研究了硅灰的基本粘结特性,及其在对流管束表面的沉积特性和清除方式。试验结果表明：硅灰的粘结性不强,主要在管壁迎风侧形成单侧楔形干松灰,虽然温度影响灰样的粒径分布,但管壁温度对硅灰的沉积和清除特性影响不大;越往烟气下游的受热面积灰越严重;存在临界烟气流速12m／s,当烟气流速超过该值,增大流速不再有利于减轻积灰;钢珠清灰可高效地清除管壁积灰,而机械振打效果不佳。     

百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响的研究进展

百叶窗翅片作为换热器主要翅片形式之一,其结构对空气侧流动换热特性有着重要影响。本文总结了近年来国内外在百叶窗翅片结构对空气侧流动换热影响方面的研究,包括翅片间距、翅片高度、翅片厚度、翅片深度、百叶窗间距及开窗角度对空气侧换热系数、压降、流动效率、传热因子和摩擦因子的影响。研究表明:传热因子随开窗角度和翅片深度的增加而增大,随翅片间距的增加而减小;摩擦因子随开窗角度的增大而增大,随百叶窗间距的增大而减小;其中,开窗角度与翅片深度分别是影响空气侧流动和换热的最主要因素。最后,在百叶窗结构的基础上,提出了对翅片表面进行处理以及使用新型翅片结构等途径来进一步强化空气侧流动换热的建议。     

管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响

为了获得管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明:开缝翅片管束的传热和阻力特性与翅片侧气体的Re数有关,随着Re数增大,翅片侧Nu数增大,摩擦因子f逐渐减小;纵向间距S2对开缝翅片管换热器的综合流动传热性能的影响较大。数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

圆管内三角翼涡流发生器CaCO3污垢特性

采用CFD软件模拟研究管内三角翼涡流发生器CaCO_3污垢特性,考察涡流发生器排列间距、攻角、翼长及夹角对污垢热阻的影响。结果表明,在涡流发生器翼片两侧产生2个对称的运动方向相反的涡旋,且装有涡流发生器的强化管的污垢热阻小于光管的污垢热阻,说明涡流发生器对壁面边界层的扰动可有效抑制污垢的沉积。渐近污垢热阻随间距的增加而增大,且增速逐渐变缓;渐近污垢热阻在攻角小于90°时,随攻角的增加而增大,在攻角大于90°时,随攻角的增加而减小;渐近污垢热阻随翼长的增加而减小,且减小的速度逐渐增大;渐进污垢热阻随夹角的增加而减小,且减小趋势逐渐变缓。     

风沙对空冷单元影响的数值模拟研究

我国直接空冷机组大多分布在多风多沙少雨的北方地区,风沙对空冷单元翅片管的磨损有重要影响。基于某电厂实际数据,建立三维模型,模拟了5m/s和7m/s的入口风速,不同通风方式下,不同粒径沙粒在空冷单元内部的运动轨迹。由结果分析比较得到,小粒径的沙粒对空冷翅片管的影响较大,并且随风速增大,沙粒对空冷翅片管的影响增大。在旋流通风方式下,沙粒对空冷翅片管的影响区域减小,减轻了沙粒对翅片管束的磨损,为实际工程应用提供了一定理论参考。     

汽车空调暖风系统平行流换热器换热性能研究

平行流换热器以其结构紧凑、换热效率高的特点已广泛应用于汽车空调中.简要介绍了汽车空调暖风系统平行流换热器结构,采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法对平行流换热器的换热性能进行了分析,比较了空气侧风速和水流量对其换热量和流动阻力的影响.模拟结果表明:在增加相同百分比的情况下,增加空气侧风速比增加水流量对换热器换热量的影响大16%左右,但增加空气侧风速和水流量对换热器换热能力的影响均有限;随着风速的提高,换热量增加率逐渐减小,而空气侧阻力增加率越来越大;随着水流量增加,水侧压降增大非常明显;但两者增加对空气侧出口温度影响均不明显.     

翅片结构对单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响

通过对不同开缝数量、不同相对开缝高度的单向开缝翅片管换热器进行模拟,分析开缝数量、相对开缝高度对单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响规律。结果表明:在开缝数量为3～7片时,翅片侧Nu和f因子随着开缝数量的增加而增大,但Nu增幅逐渐减小;将开缝的数量取为5片能得到最好的综合性能;在相对开缝高度为0.3～0.7时,翅片侧Nu和f因子随着相对开缝高度的增加而增大,但当相对开缝高度在0.5～0.7范围内,翅片侧Nu的增幅减小;将相对开缝高度取为0.5能得到最好的综合性能。     

一种监测换热器污垢的新方法

在考虑污垢对换热器传热性能影响的基础上,提出换热器当量总污垢热阻和污垢函数的概念,并给出换热器当量总污垢热阻的监测方法,讨论了换热流型、传热有效度ε和冷热流体热容量率比R对换热器当量总污垢热阻的影响。     

翅片间距对平直翅片管换热器传热与阻力特性影响试验研究

为了获得翅片间距Pf对平直翅片管换热器的传热与阻力特性的影响规律,根据相似模化原理对3种不同Pf的平直翅片管换热器进行了试验研究。结果表明:雷诺数Rea在4 000~8 000范围内,努赛尔数Nua数随Rea的增大而增加,欧拉数Eua随Rea的增大而降低;同一Rea下,Nua随Pf减小而增加,但增加不明显,Eua随Pf增大而降低;同一Rea下,Pf越大,综合流动传热性能越好,但实际换热面积会减小,需综合考虑。研究成果可为汽轮发电机平直翅片管换热器的结构和性能优化提供依据。