螺旋盘管式水-水换热器传热与流动特性实验研究

对螺旋盘管式换热器的特性及国内外研究状况进行了综述,对一种新型的螺旋盘管式水-水换热器进行了传热与流动特性实验研究。实验结果表明,传热系数随冷、热水流速的增加呈现先增加后明显趋缓的变化,存在比较经济的流速数值;实验拟合得到管外流体的对流换热准则关系式,并且得到了一定流速范围内管程和壳程流体压降与流速的关联式,为螺旋盘管换热器的研究及产品设计提供了参考与依据。     

板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

一种板壳式换热器传热准则关系式的实验分析

基于板式换热器的研究成果,对板壳式换热器进行实验研究,利用等流速法求解传热准则关系式.通过控制冷流体、热流体流速相同,对1/1流程组合的板壳式换热器进行实验,并对比和分析实验数据.结果表明:利用板式换热器的经验值拟合得到的传热准则关系式在不同定性温度下并不相同;1/1流程组合板壳式换热器冷流体、热流体的传热准则关系式的参数均为定值,即系数为0.182 5,雷诺数指数为0.75,普朗特数指数为0.34;板壳式换热器的传热准则关系式与板程流程数无关,且与壳程1流程和2流程也无关,但与3流程和4流程则呈现出系数相关的结论,3流程和4流程的系数分别为1流程的0.82倍和0.68倍.     

基于遗传算法的交错波纹板换热器表面传热系数的分离

为了获得交错波纹板换热器表面对流换热规律,通过实验测定了典型100 kW微型燃气轮机交错波纹板换热器的传热系数,提出了采用遗传算法将表面传热系数从传热系数中分离出来的方法.该方法以换热准则关系式中4个系数变量作为待寻找最佳值的待求变量,并进行搜索和优化,由此获得关联式系数来预测传热系数,成功分离出表面传热系数.该分离方法具有通用性,可灵活方便地研究各种此类换热器的传热性能.所预测的传热系数与实验获得的传热系数接近,能准确地反映换热的真实规律.     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

水平螺旋管式换热器的流热耦合传热特性研究

针对轴封式核主泵的水平螺旋管换热器复杂的结构特点和特殊的运行环境,采用流热耦合的数值模拟方法分析壳侧流体的流量和温度改变对换热器的流场和温度场的影响,探究换热器壳侧进口参数对换热器内流体流动换热特性的影响规律,并采用相关传热准则数分析换热器强化传热性能。结果表明:水平螺旋管流体受曲率的影响产生离心力,形成了有别于直管流动换热的二次流,速度分布呈内凹的圆弧状,会增强换热器传热效率;随壳侧流速的增加,流体的扰动程度加强,湍流程度提高,同时压力损失无明显变化,换热器传热性能增强;在既定结构和尺寸下,由换热器的传热性能曲线可知,壳侧流量和雷诺数的增加对强化螺旋管传热有显著影响。实际工程应用中可采用适当提高换热器的壳侧流量的方法来加强传热。     

高低板式换热器板片的换热特性分析及优化

为了强化船用板式换热器换热,对曲折形波纹板式换热器进行优化设计。采用数值模拟的方法,研究了曲折形波纹板不同波纹倾角、波纹高度下的流动换热特性。研究结果表明:曲折形波纹板内部流体的Nu数和阻力特性随着波纹倾角β的增大而增加,随着波纹高度a的增加而减小。通过优化得到的波纹板波纹角度为β=40°,纵向波高比a为0.4,与原曲折波纹板相比,同一流速下,新板片的换热性能提高了15.4%,阻力系数升高了16.2%,综合性能参数与原板片相比提高了22.3%。研究结果对船用换热设备的设计及优化奠定了理论基础。     

强化凝结与液膜传热过程的板壳式换热器波纹方案

板壳式换热器敝开的板外侧通道可以实现多种板式换热器所不能实现的传热过程，特别是液膜传热伟质过程。针对不同过程的特点设计波纹的波型是板壳式换热器推广应用的关键，文章介绍了适合于凝结过程的同向双尺度波纹板片和适合于吸收，蒸发等液膜传热传质过程的交叉双尺度波纹板片方案。     

一种测试蓄热型波纹板流动传热特性的实验方法

通过实验方法准确而全面的测试得到蓄热型波纹板流动和传热性能,对于开发和设计紧凑换热器具有重要意义。瞬态实验方法可以求得蓄热型波纹板时间和空间上的平均传热系数,也即当量传热系数。单吹技术是一种应用单一流体的相对简单的瞬态实验方法,考虑蓄热型波纹板通道内波形板和定位板与空气层传热接触面积不同,拓展了单吹技术数学模型,并建立了相应的计算程序。将现有单吹实验装置中冷、热风进口分离开来,避免冷风流经加热装置,有效提高现有单吹实验装置的综合效率。测得DU-K(double corrugated-kaier,DU-K)波纹板的流动传热特性与Re拟合曲线,与文献中DU(double corrugated,DU)波纹板进行比较,在Re为1 000~11 000时,其传热特性平均比DU波纹板低17.41%,流动阻力平均比DU波纹板要低55.96%.针对DU-K与DU波纹板几何结构的不同,分析了DU-K综合特性较DU得以改善的原因。     

含尘烟气在波纹板换热面上流动积灰换热数值模拟研究

含尘烟气在换热器表面积灰,会降低换热器传热性能,增加流动阻力,并会造成换热器表面腐蚀。通过对含尘烟气流过波纹板换热面研究,建立数学模型,采用数值模拟方法,分析了不同流速、不同含尘粒径及浓度的烟气流过波纹板换热表面的沉积、换热与阻力特性。研究结果表明:含尘烟气在波纹板换热面上流动时,不同粒径尘粒的沉积速率不同,尘粒的沉积速率在圆凸表面的迎风侧比背风侧高,尘粒沉积率随流速的增加而降低。为含尘烟气换热设备研发设计与烟气余热利用提供参考。     

余热回收用热管及热管式换热器的研究

简要介绍了热管及热管式换热器的工作原理,热管式换热器在工业余热回收中的应用,以及热管式换热器运行过程中防止积灰和低温腐蚀等问题的有效措施。     

热管式热流计的开发研制

通过对传统热流计缺点的分析,研究了新型热管式热流计的结构尺寸和设计准则,并通过现场测试证实了此种热流计的应用可行性,图2参3     

利用工业低品位余热的高温热泵供暖系统

实现建筑节能目标任重道远,传统的燃烧矿物质燃料的锅炉供暖方式不仅浪费能源,而且严重污染环境.这里介绍一种全新的利用工业低温余热的高温热泵供暖方案.它不仅使供暖环境实现零污染,而且运行费用是目前各供暖费用中最低的.这种方式必将是我国北方城市热网的最有效的补充.     

热管及其换热器在烟气余热回收中的应用

简要介绍了热管技术,并分析了其传热机理。热管换热器具有许多独特的优点,已经获得了广泛的工业应用,应用主要集中在中低温余热资源回收利用方面,应完善高温热管,以拓宽热管换热器在高温余热资源中的应用。     

分区蓄热水箱应用于太阳能热泵中的蓄放热分析

针对冬季太阳能辐射弱且不稳定的特点,提出一种应用于太阳能热泵的分区蓄热水箱,以水泵驱动蓄热水箱循环区与蓄热区的热量传递,并运用热力学原理对水箱循环区与蓄热区的运行状况进行模拟,分析了水箱两区在不同水泵体积流量下的逐时温度变化并与整体式水箱进行对比。结果表明,分区蓄热水箱克服了整体式水箱的热惰性,启动灵活,能在较短时间内达到热泵运行的理想温度,显著提高了系统的性能。     

双管程热交换器换热特性研究

通过对双管程热交换器结构和工作原理介绍,利用经典对流换热理论,采用定性判断和定量比较的方法,分析双管程热交换器与管壳式换热器的换热能力。对双管程热交换器而言,换热能力上,竞争优势明显;流动阻力上,无明显优势。在低品位能源余热利用方面,对深化双管程热交换器的研究,优化设备结构、降低成本有一定意义,值得工程技术人员借鉴与参考。     

间歇式热处理炉传热计算与分析

建立了台车式热处理炉炉膛传热数学模型和辐射换热器工作模型,分析了换热器的传热特性（空气预热温度、壁温、传热系数）随炉况的变化。结果表明,辐射换热器的传热特性随炉子的升温及保温过程变化而波动很大,因而对炉子的热工性能产生了影响。     

用于电子元件散热的集成热管换热特性研究

本文对应用于电子元件散热的热管换热器在不同的加热功率、不同风量情况下的传热特性进行了实验研究，从而得出换热量、总热阻、翅片表面阻力系数、换热系数、总热阻与加热功率及风道内空气肫数的关系，并与市场上的SP-94型热管散热器及传统纯铜散热器进行了比较，发现该热管换热器无论是散热量、平均换热系数还是总热阻都有明显的优势。因此，这种散热器在实际工程应用中必将有着广泛的潜力。     

套管换热器对流换热的数值模拟研究

本文建立了一种复杂的数学模型用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性。数学模型包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中,计算传热学模型中的湍流扩散系数是利用温度方差t2和温度方差耗散率εt来求解,而不是利用通常采用的Pr数假设值或实验测定值来求解。为验证新建立模型预测结果的准确性,本文将数值模拟结果与文献中的实验结果进行了比较,结果吻合较好。     

双热源热泵系统模拟研究

基于太阳能热泵和地下水源热泵的优缺点,本文提出了双热源热泵系统。对该系统的各种不同运行工况进行了分析研究,并针对天津地区进行了模拟计算。结果表明：与地下水源热泵相比,在制热量和COP大致相当的情况下,节水量可以达到70％。