单头螺旋槽管管内强化传热机理分析及优化设计

针对一定范围在前人研究的基础上对单头螺旋槽管的传热和阻力特性实验关联式进行了分析整合,得到了0.03≤e/d≤0.045,0.45≤p/d≤0.65,2x104≤Re≤5x104范围内与实验曲线拟合较好的传热和阻力特性实验关联式.在相同的内径,换热面积、平均传热温差、压力损失、质量流量条件下,以单头螺旋槽管与光管换热量比值为最优化目标函数,利用复合形法在研究范围内对其进行了数学优化,得到了研究范围内使目标函数达到最优值时单头螺旋槽管的最佳结构参数.     

螺旋槽纹管管内单相油传热及流阻的实验研究

以单相机油为介质 ,研究了普通螺旋槽纹管、开发出的W形螺旋槽纹管的管内传热及流动阻力性能 ,并与圆形光滑管进行了比较 ,整理出了相应的传热及流动阻力关联式。该研究结果为以油为介质的换热器的设计及改造提供了理论依据     

流体在粗糙管管内及管隙间湍流流动阻力与传热的数据关联

本文分析了流体在规整型粗糙强化管束的管内和管隙间的流动和传热特性,讨论了湍流流体在规整型粗糙壁面上和在光滑壁面上动量与热量传递的差别,推导出光滑管和粗糙管管内及管隙间湍流流动的流体摩擦阻力系数和传热准数方程的关联式,并能较好地关联螺旋槽管、螺旋低翅片管和缩放管管内与管隙间的流体阻力和传热的实验数据.     

管内旋流场综合性能研究进展

针对目前换热设备的强化传热和防除垢问题,介绍了管内插入物、表面凹槽以及复合强化传热等几种管内旋流技术。管内插入物可破坏流体边界层,实现在线自动防除垢和强化传热,但插入物本身易因磨损导致换热效率下降;表面凹槽技术可对管内外流体实现双向传热,流体阻力与其它技术相比较小,但制造工艺相对复杂;复合强化传热技术传热能力较高,可综合各种传热技术的优点,且综合性能要比单一技术要高。对以上几种主要管内旋流技术进行分析比较,并提出未来管内旋流技术的主要发展趋势将以复合强化传热技术为主。     

螺旋槽管槽深对定子水冷器传热与阻力特性的影响

螺旋槽管与折流栅组合的高效水冷器的传热和阻力特性与其管、壳程的结构因素密切相关,本文就螺旋槽管槽深对水冷器管、壳程传热与阻力特性的影响进行了实验研究.结果表明：壳程流速变化对水冷器传热系数的影响更加明显,即壳侧热阻相对较大,强化传热应以强化壳侧换热为主要目标;螺旋槽管槽深对水冷器传热系数的影响很大,应在实际工程设计中确保实际槽深符合设计要求;槽深越深,管壳程阻力也相应增加,即传热的强化是以阻力增加为代价.根据实验结果还得到了不同结构水冷器的管、壳程换热与阻力计算关联式.     

螺旋槽管内氟利昂113沸腾传热强化和阻力研究[摘要]

以R—113为介质,进行水平螺旋槽管内氟利昂沸腾传热和阻力的实验研究。得出螺旋槽管内给热系数比光滑管提高54～132％。结合实验数据分析了螺旋槽管强化管内沸腾传热的性能。根据传热和阻力     

螺旋扭曲管内部流动与传热特性试验研究

螺旋扭曲管是一种新型的强化传热元件，具有传热效率高、流动阻力小等优势，在石油化工、船舶、采矿、动力以及钢铁行业中具有广泛的应用前景。采用试验的方法，研究了螺旋扭曲管管内在湍流(Nu>20 000)范围内的流动与强化传热特性，并与同规格的光滑圆管进行了比较。试验结果表明，在相同的Re数下，螺旋扭曲管管内Nu数大于光滑圆管，增大了约30%～50%,表明螺旋扭曲管能有效地提高管内对流换热效果；在相同的Re数下，螺旋扭曲管阻力因子比光滑圆管小；在相同的流量下，螺旋扭曲管管内阻力损失与光滑圆阻力损失基本相当，表明采用螺旋扭曲管不会显著的增加摩擦阻力。     

螺旋槽管内流体传热性能数值研究

研究了螺旋槽管内径Di、螺距P、槽深e等各因素对管内流体传热性能的影响,用数值模拟法进行传热系数数值计算,并与相同材质、相同直径和壁厚的光管同步对比。对计算结果进行线性回归处理,确立Nu与Re的关联式。结果表明,螺旋槽管具有较好的传热强化作用,在同等Re工况下,其传热系数较光管提高10%～60%。     

凝结换热器采用螺旋槽管的强化传热研究

<正> 引言 螺旋槽管具有轧制方便、传热系数高且抗结垢能力强等优点,因而越来越多地应用于石油、化工、电力等工业部门中.纵观螺旋槽管强化传热的研究发现:螺旋槽管管内强化传热的研究和应用已趋成熟和完善.然而由于实际工作的困难,有关螺旋槽管管外凝结换热的研究尚待深入.为此,本文对螺旋槽管凝结换热器进行了试验研究,并将研究成果应用     

锅炉换热设备中螺旋槽管的数值模拟与结构参数优化

运用CFD技术对螺旋槽管进行了三维数值模拟,并将其与光管进行对比,验证了螺旋槽管式换热器的强化传热机理。通过Fluent软件后处理分析了槽深e和螺距P对螺旋槽管阻力性能和换热性能的影响,并利用评价准则对其强化传热性能进行评估,得出P/e=10.00,e/d i=0.0250时槽管的综合性能最佳。     

高效换热元件——螺旋槽管的研究及应用

本文综述了有关高效换热元件——螺旋槽管的研究及应用,包括螺旋槽管在有相变和无相变条件下有关传热和流阻的实验数据和关联式以及结垢情况.另外也提出了一些有待进行的螺旋槽管的研究工作.     

螺旋槽管中单相水与油湍流摩擦阻力与传热特性

对单相水与油分别在4根不同几何参数的螺旋槽管中湍流摩擦阻力与传热特性进行了试验研究。以动量传递与热量传递的模拟理论为基础,由试验结果的关联得到了动量传递粗糙度函数（R函数）与热量传递粗糙度函数（G函数）的表达式,并与前人工作进行了比较。针对油的Pr随温度变化较大的特性,提出了改进的强化传热性能评价方法,并据此对1号与2号试验管进行了评价。研究结果可用于换热器设计及优化螺旋槽管几何参数。     

横纹管的传热与流体力学特性研究

<正>横纹管是70年代中期出现的一种高效换热元件.它加工简单,制造成本低廉,可在泵功率消耗不增加的情况下,显著地强化管内流体的传热效果.因此,在化工、石油化工、动力及海水淡化等行业中引起了广泛的重视并越来越多地应用于工业.     

管内螺旋液固两相流的流动行为及传热

利用Fluent-EDEM耦合方法对管内插螺旋线的液固两相流动与传热进行数值模拟,分析了螺旋线对固相颗粒的诱导碰撞作用和液固两相流传热性能的影响. 通过实验验证,模拟值与实验值的偏差为6.3%~13.8%. 模拟结果表明,与管内未插螺旋线对比,管内插螺旋线对液固两相流体具有诱导作用,使流体呈螺旋流状态;在流体离心力和螺旋线共同作用下,贴近管内壁运动的固体颗粒体积分数由0.44%提高到3.27%;相同雷诺数Re条件下,内插螺旋线液固两相流传热方法的努赛尔数Nu最大. 在Re≤60000范围内,内插螺旋线液固两相流的综合评价指标值均高于内插螺旋线和液固两相流单独作用方式. 因此,该技术适用于低Re下管内防垢除垢及强化传热的工况.     

MODELING OF HEAT TRANSFER OF UPWARD ANNULAR FLOW IN VERTICAL TUBES

This article presents the modeling of heat transfer of upward annular flow in a smooth tube and a spirally internally ribbed tube. First, analytical models of two-phase flow dynamics and heat transfer of annular flow in flow boiling were derived from the liquid film momentum and energy equations for smooth tubes. Combined with empirical correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, modeling of heat transfer of upward annular flow in the smooth tube was conducted. The predicted heat transfer coefficients of annular flow agree with the experimental results very well for the smooth tube. Based on the heat transfer model for smooth tubes, a simplified annular flow heat transfer model for the spirally internally ribbed tube was proposed by modifying the interfacial friction factor. The predicted heat transfer coefficients by the modified heat transfer model for the spirally internally ribbed tube agree with the experimental results to some extent. It is suggested that the heat transfer model for the spirally ribbed tube be further improved by modifying the correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, which should describe the feature of annular flow in the spirally internally ribbed tube. Extensive experimental data are needed for this purpose.     

波纹管管外冷凝特性的研究

以煤油蒸汽和水蒸气为工质研究了波纹管管外冷凝时的传热特性。试验中采用内管为波纹单管的套管换热器,分为水平和垂直2种布置方式。在不同流速下,根据试验测量的温度和流量等参数计算波纹管管外传热系数;并与相同参数(流速、温度)条件下光管管外传热系数的理论计算值进行比较。结果表明:随液相雷诺数的提高,传热系数随之提高,相对光管,波纹管管外传热系数有明显提高;波纹管有效地增强了管外冷凝传热;水作为单一工质相对于多组分的煤油,波纹管对其管外冷凝强化效果更好。     

MODELING OF HEAT TRANSFER OF UPWARD ANNULAR FLOW IN VERTICAL TUBES

This article presents the modeling of heat transfer of upward annular flow in a smooth tube and a spirally internally ribbed tube. First, analytical models of two-phase flow dynamics and heat transfer of annular flow in flow boiling were derived from the liquid film momentum and energy equations for smooth tubes. Combined with empirical correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, modeling of heat transfer of upward annular flow in the smooth tube was conducted. The predicted heat transfer coefficients of annular flow agree with the experimental results very well for the smooth tube. Based on the heat transfer model for smooth tubes, a simplified annular flow heat transfer model for the spirally internally ribbed tube was proposed by modifying the interfacial friction factor. The predicted heat transfer coefficients by the modified heat transfer model for the spirally internally ribbed tube agree with the experimental results to some extent. It is suggested that the heat transfer model for the spirally ribbed tube be further improved by modifying the correlations for liquid droplet entrainment and deposition rates in annular flow, which should describe the feature of annular flow in the spirally internally ribbed tube. Extensive experimental data are needed for this purpose.     

螺旋槽管阻力与换热特性研究

<正> 引言 螺旋槽管是一种优良的换热元件.许多学者对其换热强化机理比较一致的看法是:一方面由于螺旋槽的引导作用使得近壁处流体发生旋转,加强了径向扰动;另一方面,发生了绕流脱体,形成了回流区,在再附点处换热最强.同时由于流体的旋转和脱体使得摩擦阻力较大地增大.流体在管内流动过程很复杂,对螺旋槽管的研究基本上是以实验为主的数据拟合,有的学者虽对其进行了数学分析并建立了相应的关联式,但不能表征出流体在管内旋转和脱体的实际流动情况,因此不能对二者的相互耦合进行定性或定量的分析.本文以流体在螺旋槽管内的流态为基础,以期建立能够反映其流动特性的阻力和换热计算公式.