阶梯形肋片对套管式相变蓄热器蓄热性能影响的数值研究

在传统等高直肋的基础上,针对套管式相变蓄热器实施非等高的阶梯形肋片以实现其热性能进一步优化。通过焓法模型,首先明确等高直肋的强化传热效果,并在此基础上分析肋高不均性及热源温度的影响。结果显示,与光管蓄热器相比,导热-对流共同作用的相变蓄热过程,等高直肋虽实现强化传热,但蓄热过程材料的融化仍存在竖向不均匀性,蓄热后期装置底部出现传热及融化死角。添加非等高阶梯形肋片的装置,蓄热过程各点融化速率趋于均匀。随肋高不均匀性的增加,其强化传热效果先增强而后趋于稳定,最高可达27.7%。热源温度越高,阶梯形肋片的强化传热效果也越显著。阶梯形肋片可较好地提高装置的热性能,所得结论可为套管式相变蓄热器的优化设计提供参考。     

梯形纵肋管束换热器传热及流阻特性研究

本文对纵肋管束换热器的传热、阻力特性进行了试验研究，得出传热特性和阻力特性关系式，并着重分析梯形纵肋管束换热器的特性。进一步探讨了管束节距、肋片高度对传热及流阻的影响情况。与相同结构的光管管束比较，换热增加１０％－３５％，而流阻最高增加４８％，最低情况下，低于光管。文中指出具有梯形纵肋的管束呈现出一种特殊的传热及流阻规律，它不但可获得较低的流动阻力，而且传热得以进一步强化。     

肋片对微小燃烧室内甲烷燃烧与传热特性影响

建立含有肋片的微小通道内甲烷/空气燃烧模型,研究了带肋片的导热壁面对微小尺度燃烧和传热特性的影响。结果表明,纵向肋片对于微小通道中的燃烧和传热过程有着非常重要的影响,与没有肋片的光滑通道相比,带有肋片的壁面起到了良好的导热作用,燃烧室内区域的温度分布梯度大幅降低;纵向肋片的数量对燃烧和传热特性的影响作用要优于肋片高度的影响;横向肋片的高度对火焰位置有着很大的影响,肋片高度增加火焰位置后移且流体区域的温度分布梯度加大;横向肋片宽度和肋片位置对微燃烧和传热过程的影响甚小;两个肋片及肋间距大的通道,其微燃烧和传热特性得到了较大的改善。     

丙烷在水平微肋管内的沸腾传热强化特性

为了分析质量流速、热流密度和管径对丙烷在水平微肋管内的沸腾传热强化特性的影响,定义了表示微肋管沸腾传热强化程度的强化因子,在饱和温度为11℃的工况下,分别采用水平光滑管和微肋管进行沸腾传热特性实验。结果表明:干度为0.1时,不同质量流速下强化因子几乎相等;干度大于0.1时,强化因子随质量流速的增加而增大;高质量流速下强化因子随干度增加而增大,而低质量流速下则随干度增加先减后增,且高热流密度下更早出现强化因子急剧增大现象。此外,管径越小的微肋管内沸腾传热的强化因子越大,强化传热效果更佳。     

热泵吸附器中传热传质过程的研究

对吸附式热泵循环系统中的传热传质进行了理论分析和实验研究,建立了吸附器中热传导方程.计算求解值与实验结果相一致,说明了吸附器中的传热速率控制了热泵循环速度.据此,对吸附器中强化传热肋片进行了模拟分析,作为吸附器优化设计的理论依据.     

圆筒壁外加设肋片以及保温层传热的比较教学

在圆筒壁外加设肋片以及加设保温层两种间壁式的对流传热过程中，外表面积增大引起的强化传热作用与导热热阻增加产生的削弱传热作用同时存在。运用比较教学法分析这两种相反作用下的热量传递过程，可以帮助学生建立不同传热现象之间的本质及横向联系，更加深入地理解参数设计与优化对传热效果的影响。     

肋片和多孔介质强化梯级相变储热系统性能的对比研究

针对于相变材料（PCM）导热性能差引起的梯级相变储热系统传热速率低的问题,利用三维数值仿真研究肋片和多孔介质对梯级相变储能系统放热性能的强化作用,在此基础上提出了梯度孔隙率进一步提升系统的放热性能,从PCM的放热速率和放热效率两个方面对梯级相变储能系统的不同强化方法进行了分析对比。结果表明肋片在显热放热阶段强化传热作用更显著,而多孔介质在潜热放热阶段强化传热更显著。整个放热过程只加入多孔介质比只加入肋片表现出更好的放热性能。同时添加肋片和多孔介质时,梯级相变系统放热性能最优,PCM完全凝固时间减少了40%。三种孔隙率梯度工况下,系统的放热效率无明显差异,但在负梯度孔隙率情况下,放热速率更高且更均匀。相比于正梯度孔隙率的情况,负梯度孔隙率具有更优的热性能。     

肋片和多孔介质强化梯级相变储热系统性能的对比研究

针对于相变材料（PCM）导热性能差引起的梯级相变储热系统传热速率低的问题,利用三维数值仿真研究肋片和多孔介质对梯级相变储能系统放热性能的强化作用,在此基础上提出了梯度孔隙率进一步提升系统的放热性能,从PCM的放热速率和放热效率两个方面对梯级相变储能系统的不同强化方法进行了分析对比。结果表明肋片在显热放热阶段强化传热作用更显著,而多孔介质在潜热放热阶段强化传热更显著。整个放热过程只加入多孔介质比只加入肋片表现出更好的放热性能。同时添加肋片和多孔介质时,梯级相变系统放热性能最优,PCM完全凝固时间减少了40%。三种孔隙率梯度工况下,系统的放热效率无明显差异,但在负梯度孔隙率情况下,放热速率更高且更均匀。相比于正梯度孔隙率的情况,负梯度孔隙率具有更优的热性能。     

基于MATLAB的肋片传热特性分析与优化设计

利用MATLAB对肋片传热过程进行数值模拟,并对肋片的传热特性进行了分析研究。在此基础上获得肋片温度分布、散热量、肋效率等重要参数,探讨肋片厚度、肋片高度、肋片形状对散热量的影响及肋片结构优化设计方法。     

间断环面槽肋片管束的传热和流动阻力

应用热 -质比拟技术 ,对间断环面槽肋片管束进行了传质与流动阻力实验 ,根据热 -质比拟关系得出传热结果 .分析了该种换热芯子在不同板间距时的传热与阻力特性 .与光板肋片管换热芯子比较 ,该种换热元件的传热与阻力都有很大提高 ,而阻力增加幅度更大 .实验结果为运用单位选用肋片管式换热器提供了依据 .     

钉肋肋列传热的最小熵产优化分析

应用热力学的熵产概念对钉肋肋列的传热问题进行了研究,从如何使各种不可逆损失最小着手,分析了肋列的肋间距,肋片的直径,换热介质与热负荷等不同参数对熵产的影响,发现在不同参数条件下,熵产数都会存在一个最小值以及与此对应的最优的Ｒｅｄｏｐｔ数,并对顺列和错列两种常用肋片布置方式作了对比,研究结果将有助于节能型钉肋的设计。     

三种内翅片管管内流动与换热特性

在恒热流边界条件下,对以空气为工质的分别带有3种不同纵向内翅片换热管的流动与换热特性进行了实验研究,实验管带有堵塞芯管.3种不同的纵向内翅片为：平直翅片、带有突起的翅片以及波纹形翅片.得出了所测参数范围内的换热与阻力的实验关系式.采用两种不同的标准对所测3根换热管的综合换热性能进行了评价,结果表明,带有波纹形内翅片的换热管在两种评价标准下均表现出了优异的综合换热性能.     

Local heat transfer and heat flux distributions in finned tube heat exchangers

A detailed analysis of the effect of local heat transfer distributions, which were determined experimentally, on temperature distributions in the fins and in the fluid between two adjacent fins of finned tube heat exchangers is presented. The heat transfer distributions, obtained by a mass transfer technique, prove to be very inhomogeneous over the fin surface, leading to variable results for fin efficiency calculated by the conventional method. In addition, the effect of temperature variation in the fluid, which is usually neglected in fin analysis, is shown in many cases to exert a very strong influence on fin efficiency and total heat flux. For the optimization of fin designs, a combined analysis of local heat transfer, conduction resistance in the fin and temperature variation in the passage is indispensable.     

菱形翅片管的强化传热特性

简要介绍了一种新型强化传热管－－菱形翅片管的结构和强化传热机理，并通过两组对比试验研究其强化传热特性。研究结果表明：菱形翅片管的三维翅片可以较大幅度提高换热器总传热系数和壳侧传热膜系数，对于对流和冷凝传热都有较好的强化效果。菱形翅片管加工成本较低，传热性能较好，在石油化工等行业推广应用前景广阔。     

Numerical Study on Plate‐Fin Heat Exchangers with Plain Fins and Serrated Fins at Low Reynolds Number

A simpler numerical model for plate‐fin heat exchangers with plain fins and serrated fins is presented, which incorporates the characteristics of fluid flow and heat transfer. The numerical simulations for heat exchangers with two fins at low Reynolds numbers are carried out by employing the simplified model and using the CFD code FLUENT. The results of heat transfer rate and pressure drop in numerical simulations are compared with the experimental results from the literature. It is shown that the results are in good agreement and the numerical model is reasonable and appropriate. The characteristics of fluid flow and heat transfer are analyzed and compared based on the numerical results. It is concluded that by applying the average heat transfer coefficient in practice, the heat transfer rate of the primary surface is overestimated, and the heat transfer rate and efficiency of the secondary surface are underestimated. The numerical modeling and conclusions provide the method and theoretical basis for the selection, optimization and analysis of plate‐fin heat exchangers.     

Optimum designs of longitudinal fins

Employing fin parameter and tip temperature, a new concept with Lagrange's multiplier method is proposed to obtain the optimum width, height, heat dissipation, and efficiency of longitudinal fins for boiling heat transfer. A power-law type heat transfer coefficient is assumed in this analysis. Longitudinal fins of rectangular, convex parabolic, triangular, and concave parabolic profiles are first investigated. It is found that the optimum dimensions of a fin depends upon fin profile area, heat transfer coefficient at the fin base, and the thermal conductivity of the fin. Then, the least material fin profile is derived for each single heat transfer mode. To facilitate the thermal design of heat transfer components, simple mathematical expressions for the optimum dimensions of fins are presented in this study.     

管外周向低翅片翅形对纵向流传热性能的影响

管外周向低翅片翅形对纵向流传热性能的影响邓先和，王世平，林培森，邓颂九（华南理工大学化工研究所，广州５１０６４１）关键词传热管周向翅片，轴向流，强化传热１前言当流体纵向冲刷管外周向低翅片时，翅形对传热管传热性能的影响很大。以往常用的螺纹翅片管的周向低...     

管翅式换热器的不可逆损失分析

以热力学第二定律为基础讨论了波纹翅片管换热器的不可逆损失,重点考察了换热器的几何尺寸对换热过程中不可逆损失的影响.[JP+2]不可逆损失用温差传热和流动摩阻所引起的熵产之和来表征.计算结果表明：换热器单位换热量的熵产随翅片波纹角的增加略有增加,但几乎不受翅片间隔的影响.当管的排数增加时,单位换热量的熵产先减后增,在特定管排数处取得极小值.单位换热量的熵产随空气流速的增加而单调增加.     

板翅式换热器平直翅片表面流动及传热特性

为了提高板翅式换热器的换热性能,采用CFD数值模拟方法,研究了翅片结构参数和入口Re数对板翅式换热器平直翅片的表面传热与流动阻力特性的影响。研究结果表明:当流体被加热时,翅片通道内部靠近固体壁面的流体温度较高,通道中心主流体区温度较低。流体在翅片通道内的温度分布呈一定梯度,靠近一次表面的流体温度梯度较大,而靠近二次表面的流体温度梯度较小。随着翅片高度和翅片间距的增加,平直翅片的表面传热因子和摩擦因子增大。而且,增加翅片的厚度,可在一定程度提高其换热性能,但翅片厚度存在一个最优值。研究结果可为板翅式换热器的优化设计提供理论指导。     

新型纵向流一体式翅片管换热性能数值模拟

为达到提高壳侧传热系数的同时又具有较低的压力损失的目的,提出了新型纵向流一体式翅片管。针对翅片与管壁夹角的变化影响传热效率的问题,根据有无翅片、翅片夹角的不同、翅片种类的不同,利用计算流体力学(CFD)软件建立了7种周期性单元流道,并对壳侧流场和传热场进行了三维数值模拟,分析了不同流速的介质在流道中的扰动、压降及温度变化。模拟结果表明,在所有的翅片管中翅片夹角为105°翅片管的换热系数最高,翅片夹角为105°翅片管换热系数约为光管的1.4—1.6倍,压降仅为横向掠过的圆形翅片管的0.018—0.15倍。翅片夹角为105°时,翅片管综合性能较优,对烟气换热器应用提出了数值保障。