微槽强化管内的流动沸腾传热特性

本文对所开发的两种微槽沸腾相变传热管进行了流动沸腾实验研究,考察了强化管对沸腾传热的强化效果和传热性能。实验结果表明,这种结构简单、加工方便、易于应用的强化技术可有效地提高沸腾传热,使核沸腾传热所需的壁面过热度比光管要低得多,EH比SM管低4～5C以上,EC比SM管低10C以上,临界热负荷也显著提高,增强了临界热负荷区的运行稳定性。     

两种齿形强化单管沸腾传热性能对比试验研究

为研究2种不同齿形的双侧强化单管的性能,通过试验测试了强化管和光管的沸腾传热性能。从综合传热系数、两侧换热系数和管内压降对比分析不同齿形的强化管的性能参数,并对两强化管的综合性能作了相应的评价。应用A、B2种齿形的强化管都可以达到节能的目的,其中A管比B管更有优势。     

管内汽液两相流动摩擦阻力的试验研究

本文报道了在高压加热水回路中水平直管内蒸汽-水两相摩擦阻力系数在试验段加热和不加热两种条件下进行的试验研究。检验作者以前所提出、现已作为我国电站锅炉水力计算方法的阻力计算式。结果表明这种计算方法与国外一些计算方法相比,计算精度高,方法简便。     

替代工质MP39,MP52沸腾传热强化实验研究

研究了替代工质MP39和MP52的强化沸腾传热特性,对该类型蒸发器的设计具有指导意义。     

立式螺旋管汽水两相流动沸腾干涸点试验研究

为研究螺旋管内汽水两相流干涸特性,在较宽的流动参数范围内(系统压力P=2～7 MPa,质量流速G=150～700 kg/(m~2·s),热流密度q=75～350 k W/m~2)对一立式螺旋管(内径15. 26 mm,螺旋直径350 mm,螺旋升角10°)进行了试验,分析了管内流动沸腾传热系数和壁面温度的变化特征,获得了压力、质量流速、热流密度3个流动参数对临界干度的影响规律,并将现有文献中的临界干度预测关系式与试验结果进行了对比,推荐了适用于该工况范围的关系式。     

多孔表面的制造方法及其强化沸腾传热效果的比较

主要对用于强化沸腾传热的多孔表面的制造方法进行了介绍,对各种多孔表面强化沸腾传热的特性进行了比较和分析。最后探讨了多孔表面强化沸腾传热研究的发展方向。     

重力热管两相传热特性影响参数的数值研究

重力热管以其极佳的传热能力广泛应用于工程领域,而对于单根热管传热性能的提升则能够更好地提高换热设备的效率。本文通过数值模拟方法,分析了重力热管参数变化对其传热特性的影响。结果表明：VOF (Volume of Fluid)模型能够捕捉重力热管内部的蒸发冷凝现象;热管热阻随着充液率或加热功率的增大而减小;在一定范围内,热管热阻随热管内径增大而减小,随冷凝段长度增大而先增大后减小,但冷凝段长度过小会导致气液循环效果变差,因此,在实际设计中应考虑热管传热极限及安全长度比,保证热管的安全运行。     

非圆截面小通道内R113的流动沸腾换热特性

针对非圆截面小通道流动沸腾换热研究报道较少的现状,以R113为工质,对4种不同水力直径的正方形、三角形截面小通道内的流动沸腾换热特性进行试验研究,试验参数范围：入口干度,过冷～1.0;质量流速400～ 3 300 kg/(m2?s);热流密度20～150 kW/m2,并将试验结果与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验结果进行了对比分析。试验结果表明：非圆小通道内饱和流动沸腾局部壁面温度与质量流速密切相关,并受热负荷与流动沸腾换热状况的影响;质量流速和壁面热负荷是非圆小通道内流动沸腾换热特性的主要影响因素;与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验数据对比显示,非圆截面小通道具有明显的强化传热作用。     

热量运输机理及在管内螺带强化传热的应用

在较小流速和较低粘度的假设条件下,通过对流体微元能量方程变换,提出热量运输的观点.据此观点分析影响对流传热的主要因素并发展场协同理论.对螺带插入换热管内的流体受力情况进行分析,指出各个力对流场的影响.结合热量运输的观点,提出改善管内流动阻力、提高综合传热效率的方法.运用数值模拟得到管内流体流动和传热特性的分布规律.分析表明螺带后光管长度大约500～600 mm时,此段光管具有最大的综合传热系数.分析还表明在较长换热管条件下,螺带插入长度有更大的调整空间,可根据实际情况调整螺带长度以获得较大的传热系数或者较低阻力损失,而综合传热系数依然保持较高水平.证实了在热量运输机理指导下开发新的强化传热结构的可行性.     

微通道中液氮的流动沸腾——两相流动压降分析

对液氮在直径为0.531 mm,加热长度为250mm的圆管中的流动沸腾压降和传热特性进行研究.作为第一部分,主要对微通道中液氮的两相流动压降进行试验研究与分析.结果表明:在核态沸腾起始时,质量流量迅速降低,而压降突然增大,并伴随着明显的温度滞后,幅度约为4.0～5.0 K.由于压降很大,在微通道内液氮的两相流动中会出现闪蒸,从而对质量干度产生重要影响.最后,利用均相模型和三个两相流动模型(L-M模型,Chisholm B系数模型和Friedel模型)对微通道沿程压降进行分析和比较.不同于常规通道的是,均相模型可以很好地预测压降试验结果,而三个两相流动模型的预测偏差较大,这是由于在微小通道中的高速流动情况下,汽相和液相混合比较均匀;同时液氮的液汽密度比很小,这也有利于均相模型的预测.     

微尺度通道内混合物流动沸腾特性研究

对非共沸混合工质R32／R134a(25％／75％)在微尺度管内的流动沸腾换热特性进行了试验研究。试验结果表明,在较高热流密度下,微尺度管内流动沸腾换热与质量干度和质量流量基本无关,热流密度对换热有着很大的影响,在较宽的热流密度范围内,核态沸腾在换热过程中占据主导地位。和细小管道相比,在相同条件下,微尺度管道内的流动沸腾表面传热系数高于细小管道。     

R410A-油混合物在7mm C形光管内蒸发换热特性及关联式

对R410A-润滑油混合物在7 mm C形水平光管内流动沸腾的换热特性进行试验研究和分析,并基于混合物性开发出7 mm C形水平光管内流动沸腾的换热预测关联式.试验工况为:质流密度200 kg·m-2·s-1、300kg·m-2·s-1、400·kg·m-2·S-1;蒸发温度5℃;测试段干度范围为0.3～0.8;润滑油浓度范围为1%～5%.润滑油的存在引起换热增强,最大增强换热达30.1%.而随着干度及质流密度的增加,润滑油对换热的增强作用减弱.基于混合物性开发的新关联式预测值与90%以上的试验数据的偏差都在士15%以内,平均偏差5.1%,最大偏差为21.9%.     

低压条件下紧凑叉排管束沸腾换热特性试验

针对传统的满液型蒸发换热器,将蒸发器中的水平加热管束按叉排方式紧凑排列形成窄缝空间,在大气压和低压运行条件下,利用窄缝空间沸腾强化换热机理,可以将在低壁温/低热负荷条件下的自然对流换热转化为核态沸腾换热,能有效提高满液式蒸发器的换热性能。和传统的满液型蒸发换热器相比,这种紧凑式蒸发器平均换热系数能提高一倍以上。紧凑蒸发器的管距、管位置,工作压力都对蒸发器的换热性能有显著影响,管距的影响是最大的。不同的压力条件下存在一个对应的最佳管距。在此管距下,蒸发换热器的强化换热性能达到最大。最佳管距对应的管束水力当量直径近似等于池内沸腾时的气泡脱离直径。随着压力减小,最佳管距逐渐增大。同时,紧凑式管束布置引起的窄缝空间内沸腾强化换热强化效果也逐步降低。     

内置旋转扭带换热管的传热强化机理

针对换热设备的低效率和污垢沉积问题,研究开发具有强化传热和污垢在线清洗双重功效的旋转清洗扭带技术.提出旋转扭带强化传热的机理包括:①换热管当量直径减少效应强化.②近管壁区域流速加大效应强化.③螺旋线流动流速加大效应强化.④二次流流速增大效应强化.对旋转扭带的这些强化传热机理进行理论分析,建立湍流工况下强化传热的努塞尔数预测关联式.研究结果表明:当扭率大于等于10时,当量直径减小效应和近管壁区域流速加大效应是传热强化的主要控制机理;当扭率小于10时,螺旋线流动流速加大效应是强化传热主要控制机理.二次流流速加大效应对强化传热的贡献与其他三种机理相比相对较弱,只有在扭率小于等于1时,对强化传热的贡献份额才比较大.对内置旋转扭带换热管的努塞尔数预测值与试验值进行了比较,两者吻合较好.     

内置扭带换热管三维流动与传热数值模拟

对自转扭带换热管内流体的运动进行了分析,根据流体在自转扭带管内的切向运动特点,提出将自转扭带等效虚拟于静止扭带的思路。建立内置螺旋扭带换热管流体流动的三维物理模型,采用大型CFD软件FLUENT6.0中的RNG k-ε模型对内置扭带换热管内的流动与传热进行了数值模拟,得到了内置扭带换热管流体流动的速度、压力、湍流强度场分布规律及传热特性。比较了静止、旋转及旋转等效虚拟静止扭带换热管的传热和阻力降特性,分析了不同螺距对强化传热和阻力降的影响。速度场的模拟值与激光测速仪试验值进行了比较,二者吻合较好。     

内压作用下波纹换热管应力分析

用有限元法和实验应力分析法对波纹换热管在内压作用下的应力分布规律进行探讨。结果表明,光管加工成波纹换热管后,在波峰过渡处与波谷过渡处均产生了较严重的应力集中现象,最大应力出现在波谷过渡处附近,比相应条件下光管中的应力大许多,且在管的厚度方向有应力梯度存在。通过分析指出影响波纹管上最大应力强度值的因素,并得出最大应力强度值最小时的优化波形。