开缝布置方式对开缝翅片管换热器 传热与阻力特性的影响

为了获得开缝布置方式对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明：增加开缝会提高翅片管换热器的传热性能,但阻力也随之增加;与开缝位置相比,开缝数量对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响更大;在Re=4800~7500日时,开缝翅片管换热器综合流动传热性能 随着Re数的增大而增大;在5种翅片中,开缝翅片的综合流动传热性能高于普通平直翅片;数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

圆弧型开缝翅片管空气冷却器传热与阻力特性试验研究

对3种不同翅片间距的圆弧型开缝翅片管空气冷却器进行试验研究,得到迎面风速在1.0~3.0 m/s空气侧传热与阻力特性变化规律,分析了迎面风速、翅片间距对换热器传热与阻力特性的影响;雷诺数Re在1200~3800,综合性能指标随着Re的增大而增大;当Re1800时,Pf=1.7 mm的综合流动传热性能最好,当Re1800时,Pf=2.5 mm的综合流动传热性能最好;圆弧型开缝翅片管的综合流动传热性能比平直翅片管高。     

单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的数值模拟及试验研究

对一种单向开缝翅片管换热器进行了数值模拟及试验研究,分析了不同翅片间距及管径下单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能的变化规律。数值模拟和试验结果的对比表明,采用数值模拟方法研究单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能是可行的。     

翅片参数对开缝翅片管换热器换热与阻力性能的影响

在模化试验验证的基础上,通过数值模拟,获得了翅片间距P_f及开缝数量n_s对开缝翅片管换热器性能的影响规律:n_s≤6时,翅片侧Nu和流动阻力均随着P_f增大而减小;n_s6时,翅片侧Nu随P_f增大先减小后增大,而阻力逐渐降低;P_f=3.51～3.97 mm时,随n_s增大,阻力逐渐增大,n_s=4～6时,翅片侧Nu逐渐增大,n_s=6～8时,翅片侧Nu变化较小;P_f=3.97～4.43 mm时,n_s由4片增加至8片,翅片侧Nu和阻力均逐渐增大。根据不同结构的开缝翅片管换热器的综合流动换热性能,提出了P_f与n_s的最佳组合。     

相变换热器烟气侧流动及传热特性的数值模拟

对壁温均匀的相变换热器换热管外烟气的流动状态与翅片管的换热过程进行数值模拟,分析烟气入口速度、翅片间距及翅片管横向间距、纵向间距对流动传热特性的影响。结果表明:随着烟气入口速度的增加,换热量和烟气流动阻力均增加;一定范围内增大翅片间距,能够强化传热性能,降低烟气流动阻力;翅片管横向间距的增大能强化传热,而纵向间距的增大会减弱传热性能,二者均能够降低烟气的流动阻力。     

汽轮发电机气体冷却器性能试验研究

气体冷却器是汽轮发电机的重要设备之一。其传热与阻力性能将直接影响汽轮发电机的运行经济性和可靠性。为实现汽轮发电机气体冷却器的优化设计,对不同翅片间距的翅片管冷却器的传热和阻力性能进行了试验研究,得到了Re在3 000~190 000之间换热器翅片侧的传热和阻力特性,并分析了风速和翅片间距对气体冷却器传热和阻力性能的影响规律。研究成果对汽轮发电机气体冷却器的结构与性能优化具有重要的指导作用。     

螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究

对13个不同翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的螺旋翅片管束换热器在不同雷诺数条件下的传热和阻力特性进行了试验研究,得出了翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距及雷诺数与换热特性Nu和阻力特性Eu的准则关系式,并对准则关系式进行了分析.结果表明:随着横向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的传热得到强化,但随着纵向管间距和翅片高度的增加,螺旋翅片管的传热有所减弱;随着横向管间距、纵向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的阻力减少,但随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增加.     

翅片结构对单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响

通过对不同开缝数量、不同相对开缝高度的单向开缝翅片管换热器进行模拟,分析开缝数量、相对开缝高度对单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响规律。结果表明:在开缝数量为3～7片时,翅片侧Nu和f因子随着开缝数量的增加而增大,但Nu增幅逐渐减小;将开缝的数量取为5片能得到最好的综合性能;在相对开缝高度为0.3～0.7时,翅片侧Nu和f因子随着相对开缝高度的增加而增大,但当相对开缝高度在0.5～0.7范围内,翅片侧Nu的增幅减小;将相对开缝高度取为0.5能得到最好的综合性能。     

管束结构对单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响

通过对不同相对横向管间距S_1/d_o、相对纵向管间距S_2/d_o的单向开缝翅片管换热器进行模拟,分析研究参数范围内S_1/d_o与S_2/d_o变化对单向开缝翅片管换热器性能的影响规律,模拟结果的准确性得到了模化试验的验证。结果表明:在S_1/d_o=2.10～2.84、S_2/d_o=1.76～2.50范围内,单向开缝翅片管换热器翅片侧的阻力受S_2/d_o的影响更大;单向开缝翅片管换热器综合性能受S_1/d_o、S_2/d_o影响的程度相当。     

双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性试验研究

开缝翅片管换热器是在平直翅片管换热器基础上发展而来的强化传热管型,在空调、电站间接空冷系统等的传热设备中具有广阔的应用前景。为获得运行工况变化对双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响,进行了模化试验研究,获得了在进口水温相同的条件下,随着试件进口风温的升高,传热系数和空气侧流动阻力均减小的规律;在进口风温相同的情况下,随着进口水温的升高,对传热系数的影响不大,可以忽略不计,而空气侧流动阻力随之增大。     

H形翅片管束传热和阻力特性的试验与数值模拟

根据大型电站锅炉省煤器的运行工况,对单H形和双H形翅片管束气侧的传热与阻力特性进行了模化试验研究,并利用Fluent软件对H形翅片管束的流场和温度场进行了数值模拟,得到单H形和双H形翅片管束的传热与阻力特性变化规律.结果表明:H形翅片管束的传热和阻力特性与气体的Re有关,随着气体Re的增大,气侧Nu不断增大,传热性能提高,而Eu则逐渐减小,并趋于定值;在相同Re下,单H形翅片管束气侧Nu大于双H形翅片管束气侧Nu,而气侧Eu则小于双H形翅片管束气侧Eu;数值计算结果与试验结果误差较小,采用数值计算方法能比较准确地分析H形翅片管束的流动与传热特性.     

低气压下翅片管换热器空气侧换热特性的实验研究

为研究低气压环境下翅片管换热器空气侧的换热特性,对不同气压环境下空气侧流速和翅片间距对平翅片管换热器空气侧换热特性的影响进行了实验分析。实验环境气压范围为40～100 kPa,换热器迎面风速为1.0～3.5 m/s,翅片间距2～3 mm。研究表明:实验工况下环境气压40 kPa时空气侧传热因子仅为常压下的30.42%～46.41%;低气压环境空气侧流速和翅片间距对空气侧换热的影响趋势与常压数据基本保持一致;不改变换热器结构,环境气压的变化仅影响空气物性,而对空气的流动状态的影响不大;翅片间距影响随Re的减小和环境气压的降低而减弱,两种翅片间距模型空气侧传热因子平均差异在环境气压为100 kPa时为12.07%,40 kPa时缩小为3.00%。     

凝结水对换热器空气侧热质传递影响的数值研究

为了深入研究析湿工况下换热器空气侧热质传递与阻力特性,运用Fluent软件及其UDF自编程的方法对湿工况下翅片管换热器的翅片表面冷凝过程进行数值研究。研究表明,Nu数随入口相对湿度和Re数的增大而增大,f随入口相对湿度增大而增大,随Re增大而减小;且相较于实验值,Nu和f模拟值最大误差分别为23.95%和15.01%,最小误差分别为6.67%和7.06%。     

管间距对折齿型螺旋翅片管束性能影响的数值模拟及试验研究

折齿型螺旋翅片管是在平齿型螺旋翅片管基础上发展而来的.它具有更好的强化换热性能,在烟气余热回收等领域,有着良好的应用前景.为了获得管间距对折齿型螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,对8个错列布置的折齿型螺旋翅片管束进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证.结果表明:在相同Re数和相对纵向间距S2/do下,相对横向间距S1/do=2.00～3.26范围内,存在最优S1/do使得管束气侧Nu数最大,气侧Eu数随S1/do的增大而明显减小;在相同Re数和S1/do下,S2/do=2.16 ～3.00范围内,存在最优S2/do使得管束气侧Nu数最大,气侧Eu数随S2/do的增大而稍有降低;数值模拟与模化试验结果偏差较小,相关的研究方法及结果可为进一步优化折齿型螺旋翅片管束布置提供参考.     

电机冷却用翅管换热器传热和阻力特性研究

研究了一种电机冷却用新型翅片开孔结构换热器的性能,对三种结构的翅片管换热器进行了换热和阻力性能测试,新型翅片换热器结构为翅片间距2.1 mm且翅片上具有开孔结构,对照组换热器分别为翅片间距2.1 mm无开孔换热器和翅片间距2.3 mm无开孔换热器。试验结果表明,相同Re数下,该种具有开孔结构换热器在所有换热器中换热性能最好,较2.1 mm无孔提升38%～39%,但同时压降损失也最大,较2.1 mm无孔提升41.9%～42.9%。采用j/f评价综合性能,结果显示,Re>6700时,新型翅片换热器性能优于同翅片间距无开孔换热器。文章还对这三种结构翅片管换热器进行了传热和阻力关联式拟合,可为相关理论研究和工程选用提供参考。     

非对称翅片管换热器传热和阻力特性的数值分析

基于COMSOL软件建立了一种非对称翅片管换热器的三维模型,对空气侧的流动和传热特性进行了数值研究,与平直翅片管换热器进行对比,并进一步分析了不同雷诺数下交错角β对非对称翅片管换热器性能的影响.结果表明:在Re为3 239~9 700内,与平直翅片管换热器相比,非对称翅片管换热器的传热因子增大,平均增大量为13.95%,阻力因子减小,且随着Re增大其减小效果更加明显,平均减小量为4.80%;以MJF作为评价标准,且其他结构参数不变时,β=30°时MJF最大,换热器的综合性能最好.     

百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性数值模拟

采用数值模拟方法对百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性进行研究,分析管排数、开窗角度和翅片间距对百叶窗翅片管换热器空气侧性能的影响.结果 表明:空气侧传热系数随管排数增多而降低,最大降幅约12.5％,压降随管排数增多而增大;低雷诺数下百叶窗角度为20°时换热器具有较好的综合性能,较大雷诺数下25°为最佳百叶窗角度;随...     

翅片间距对平直翅片管换热器传热与阻力特性影响试验研究

为了获得翅片间距Pf对平直翅片管换热器的传热与阻力特性的影响规律,根据相似模化原理对3种不同Pf的平直翅片管换热器进行了试验研究。结果表明:雷诺数Rea在4 000~8 000范围内,努赛尔数Nua数随Rea的增大而增加,欧拉数Eua随Rea的增大而降低;同一Rea下,Nua随Pf减小而增加,但增加不明显,Eua随Pf增大而降低;同一Rea下,Pf越大,综合流动传热性能越好,但实际换热面积会减小,需综合考虑。研究成果可为汽轮发电机平直翅片管换热器的结构和性能优化提供依据。     

椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性的数值模拟

建立了椭圆管百叶窗翅片换热器三维模型,对椭圆管翅式换热器空气侧传热和流动特性进行了数值模拟,分析管径、管排数、翅片间距对椭圆管翅式换热器空气侧传热流动的影响。结果表明:管排数为1～3时,椭圆管百叶窗翅片换热器空气侧换热系数随换热器管排数的增加而降低,最大降幅达17.1%;椭圆率为2:3的椭圆管翅式换热器综合性能最好,与同周长圆管管翅式换热器相比,换热性能提高了10.1%,降阻幅度达32.3%;随着风速的提高,翅间距对管翅式换热器换热性能及阻力影响逐渐降低。     

圆形翅片管换热器在余热回收中流动与传热特性

对一台用于烟气余热回收的圆形翅片管换热器进行结构分析,在实测数据的基础上,采用数值仿真模型对该换热器翅片间流体进行三维模拟研究,分析换热器的流场特性,包括翅片间气体流速、温度分布、压力损失、传热负荷等。结果表明在Re为8 300时,模拟的压差与理论计算基本吻合,且有翅片截面的烟气压力损失比不含翅片截面压力损失大7.7%,同时对不同高度的翅片对换热特性的影响做了模拟,为圆形翅片管换热器在余热回收的应用提供理论依据。