板式换热器的性能仿真

结合板式换热器的性能特点运用CyberSim仿真平台建立了板式换热器的数学模型及仿真模型,通过板式换热器的实际运行数据验证其仿真模型.研究结果表明,仿真数据与实际运行数据的相对误差在5%以内,即可通过该仿真模型对板式换热器进行性能仿真.     

两种计算方法下板式换热器CaSO_4污垢特性的对比

为研究板式换热器换热表面CaSO_4污垢特性,采用两种计算方法对CaSO_4在板式换热器中沉积过程进行了数值模拟.方法一:基于沉积率和剥蚀率模型对CaSO_4污垢进行数值计算,并利用板式换热器的实验台对模拟结果进行了验证.方法二:依据Kern-Seaton污垢模型,结合冯-卡门类比理论得到渐近污垢热阻随雷诺数的变化.对比两种计算方法得到的渐近污垢热阻比得知污垢热阻的渐近值曲线非常接近,且最大误差仅为2.2%.     

水在波纹板间结冰过程的数值模拟

在空调新风机组中采用空气一水板式换热器代替翅片管式换热器,可防止我国三北地区由于采暖初期与末期热媒的温度偏低,翅片管式换热器加热0℃以下的空气时易结冰,影响正常工作的现象发生.空气一水波纹板式换热器利用波纹板片之间形成三维复杂流道,流体以较小的流速在其间流动就可形成湍流,湍流的形成带来剧烈的能量掺混可有效防止冰层在波纹表面的形成.利用FLUENT软件Solidification/Melting模型分别模拟了静态水与动态水在波纹板间的三维结冰过程,揭示了波纹板式换热器的波纹板片流道结构形式可有效防止流水结冰现象的发生,为相关产品的开发与优化提供依据.     

组合肋板式陶瓷换热器稳态热应力分析初探

建立了组合肋板式陶瓷换热器的热应力分析模型,并利用有限元计算程序计算了肋板的热应力场.所得结果为换热器的材质和结构优化,研制长寿的换热器提供了依据.     

板式换热器热力简化计算的精度分析

分析了温度对板式换热器传热和阻力的影响,指出《实用供热空调设计手册》和某些厂家的板式换热器说明忆在传热和阻力计算中,不考虑温度对水的普朗特数、运动粘度和导热系数的影响作常数处理,对特定型号的板式换热器,把其传热系数和阻力间化为流速的函数,在有些情况传热面积误差可达５０％,阻力误差可达２００％,其精度不能满足工程设计的需要。     

板式换热器流体力学性能的研究

本文通过对板式换热器流体力学性能的研究,探讨了板片通道的弹性变形、角孔通道和程数等因素对板式换热器流体阻力的影响。提出了研究板式换热器流体力学性能的方法,由该法建立的板式换热器流体阻力准数关联式的一般形式为:E_n=C_m{C_pR(?)[1-C_A(1-CR(?))] C_N}式中 C_A,C_N 和 C_m 分别表示板式换热器的板片通道变形系数、角孔系数和多程系数。在四种组合形式86组实验数据中,按此式计算的结果与实测值吻合甚好,相对方差为2.13%。从而为板式换热器的最佳选型设计提供了计算方法和程序。     

串联补燃型吸收式换热机组最大供热能力分析

为进一步降低供热热力站一次侧的回水温度,增大供热量,采用串联补燃型吸收式换热机组代替常规单段吸收式换热机组.在仅考虑可行性传热端差的技术制约条件下,通过分析串联补燃型吸收式换热机组内各传热部件的热力循环过程及传热过程,建立机组的数学模型并采用迭代的数值方法进行求解,定量分析了在满足换热站设计要求的一次侧供水温度,二次侧供、回水温度条件下,一次侧回水最低温度、机组最大供热能力以及机组内换热量的分配规律.研究结果表明:在一次侧供水温度为110℃,二次侧供、回水温度为60/45℃时,串联补燃型吸收式换热机组的一次侧回水最低温度为22℃,管网输送能力是传统110/60℃水-水板式换热器的1.76倍,供热量是传统水-水板式换热器的2倍;对于常规单段吸收式换热机组而言,一次侧和二次侧的供水温度对其扩大系数基本没有影响,其值约为1.5.在一次侧供水温度为100℃,二次侧供、回水温度为69℃/54℃时,补燃型吸收式换热机组的扩大系数最大约为3.3.     

铸造式折板换热器的设计与性能的测定

在综合折板式、板式、螺旋板式、板翅式换热器的基础上设计了一种新型换热器———铸造式折板换热器 .实验测定结果表明 :该换热器具有阻力小、传热系数大、流体分配均匀等优点     

流体可压性对轮式装载机中冷器的影响

为提高换热器换热量的计算精度,以某型号轮式装载机水冷中冷器为研究对象,通过截面变化率、换热量、表面摩擦因数等变量建立其增压空气侧可压缩流模型.采用计算流体力学(CFD)软件对模型进行了仿真验证,结果表明可压缩流模型与不可压模型的偏差随流量增加而增大.与试验结果对比发现:在流量较低时,宜使用不可压缩模型简化计算;当流量较大时,则宜使用可压缩模型提高计算精度.试验条件下,可压缩模型的换热量与试验值最大偏差为6.5%,压力损失最大偏差为7.5%.所提方法改善了高流速区间由于忽略可压缩性带来的偏差过大的问题,为换热器的优化设计提供了指导.     

张家口市某清洁供暖系统故障诊断

张家口市某项目采用电锅炉固体蓄热.一次管网为原有管道上进行改造,改造完成后开始供热.系统运行过程中存在较大问题,用户采暖效果不佳.应热力公司要求对该供热系统进行诊断分析,通过现场勘查,分别对锅炉热源、主循环泵、管道及板式换热器进行校核计算,计算结果为锅炉热源满足要求,主循环泵流量偏小,管道尺寸偏小或偏大,板式换热器换热面积不足.针对出现的问题提出了整改措施.     

基于FLUENT的管壳式换热器壳程流场数值模拟研究

利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型,在ANSYSFLUENT中对管壳式换热器壳程流体的流动与传热进行了数值模拟计算,得到换热器壳程流体温度场、速度场和压力场;分析了折流板间距及弦高对换热效率和壳程流体压降的影响,对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

波纹翅片管换热器空气侧流动换热的三维数值模拟

基于有限容积法建立波纹翅片管换热器流体流动与传热的计算模型,在不同送风速度工况下,分别对6种不同波纹倾角结构换热器内流体的流动及传热进行了数值模拟,分析了流道内的温度场、压力场及速度场的变化规律,得到了换热量、压降以及出口温度随入口风速变化的规律。结果表明,换热量、压降以及出口温度均随波纹倾角的增加而增大;换热量随着送风速度的加快而增加,压降及出口温度随着送风速度的加快而降低;翅片板间流体的流动与传热存在比较明显的不均性,导致换热管背风侧存在明显的传热"死区"。     

入射角对径向热管换热器性能影响的数值模拟

利用FLUENT软件对径向热管换热器壳程进行模拟计算,在入口烟气质量流量不变的基础上,在0°～65°范围内逐渐改变烟气入射角,分析换热量、压降和单位压降换热系数的变化规律。结果显示:随着烟气入射角的增大,入射角小于45°时,换热量偏差基本不变,压降偏差逐渐减小,而单位压降换热系数逐渐增大,并在约45°时达到最大,此时换热器整体性能最好;大于45°后,换热量偏差明显增大;压降偏差急剧增大,压力损失增加,而单位压降换热系数急剧减小,换热器性能恶化。将模拟结果与测试结果进行比较,误差在5%以内。     

三角形布管方式下两种换热器传热与流阻性能研究

采用CFD数值模拟方法和折流板换热器、帘式折流片换热器周期性全截面计算模型,对两种换热器在正三角形布管方式下的传热系数、阻力、综合性能随Re数的变化情况进行了数值研究.研究结果表明,两种换热器对应的换热系数和壳程压力损失均随Re数的增加而增大,折流板换热器的传热系数大于帘式折流片换热器,约是帘式折流片的1.32倍,但其阻力大幅高于帘式折流片换热器,是帘式折流片换热器的2.4倍左右,两种换热器的综合性能均随Re数的增大而下降,帘式折流片换热器的α/ΔΡ几乎是折流板换热器的2倍,体现了帘式折流片换热器在保持较高的传热效果的情况下,具有显著的流动减阻性能.     

折流板开孔对管壳式换热器性能的影响

传统的弓形折流板换热器因其结构简单、安全可靠及适应性强等优点应用非常广泛,但是传统的弓形折流板换热器换热效率较低,壳程压力损失较大,容易结垢。因此,通过对弓形折流板结构进行改进以改善管壳式换热器的壳程流动传热状况,减小其能耗损失具有十分重大的工程意义。采用数值模拟的方法,对缺口高度为0.2 D的折流板进行开孔优化研究,对不同壳程进口流速下的普通弓形折流板换热器和折流板开孔换热器的壳程流场及温度场分别进行了数值模拟。在壳程进口流速相等的条件下,折流板开孔的换热器比普通弓形折流板换热器的换热效果好;壳程进口速度较低时,效果最明显。     

打印电路板式换热器流动与传热数值模拟研究

印刷板式换热器是一种新型高效紧凑式微型通道热交换器,具有紧凑、耐高温、高压的优点,在太阳能、液化天然气和核能等清洁能源领域受到广泛地关注与重视。针对印刷板式换热器应用于LNG行业的汽化器,采用超临界氮气作为工作流体。利用数值模拟和理论分析的方法研究PCHE不同流道弯曲角度、不同直径下进口截面温度变化对内部流动与传热效率的影响。结果表明,弯曲角度增大时,所对应的对流换热系数的数值也随着增大,压降也随之升高;流道直径的加大不仅使对流换热系数增强,压降也随之减小,有较好的传热效果。     

球面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热的数值模拟

为了改善普通弓形折流板换热器换热性能,提出了一种新型折流板换热器-球面弓形折流板换热器。建立曲率半径为0.75 D的球面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器数值分析模型,得到了壳程流体流场分布情况以及壳程压力降和传热系数。结果表明,在相同结构参数和进口流速条件下,球面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低8%~11%,壳程传热系数比普通弓形折流板换热器降低1%~5%。     

套管式换热器注气强化传热数值模拟

为研究注气技术强化换热的效果,采用混合模型建立了立式套管式换热器的数学模型,对不同流动状态下的注气强化换热过程进行数值模拟,基于努塞尔数对强化换热性能进行评价,比较了不同流动状态下注气速度对换热器的速度场、温度场和压降的影响。结果表明,注入气泡能够促进流场产生垂直于壁面方向的运动,提高努塞尔数并降低压降,改善了换热器的换热性能;层流时强化换热效果最好,努塞尔数最大提升102%;过渡流和湍流状态下,气泡流速大小对努塞尔数和压降变化无明显影响。     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

板式换热器触点分布对换热阻力性能的影响

为进一步提升人字形板式换热器的综合性能,对其触点分布进行研究,得到触点分布与下层波峰线到板换长度方向对称轴的距离L的关系式。通过数值模拟,分析人字形板式换热器单流道模型L改变时,换热和阻力的变化情况。随着L的变化,第一层触点位置周期性变化,压降与Nu数均呈现周期性变化,在半周期位置获得最小值;面积质量因子j／f的变化也呈现周期性,趋势和压降、Nu数变化相反,由于流场分布的均匀程度不同,j／f在半周期位置获得最大值。触点分布对换热阻力的影响,随着Re的增大而逐渐增大。结果表明:选择L为半周期时,可以在板式换热器的3个基本参数不变的情况下,进一步提高板换的综合性能。