以水为工质的EHD与脉动流混合强化对流传热数值研究

对EHD及脉动流在换热圆管中的混合作用进行了数值模拟。模拟结果表明,EHD与脉动流对对流换热具有一定的复合强化作用,无电场情况下,脉动流单独作用对圆管中的对流换热没有明显的影响,加入电场后,脉动流能够在EHD强化换热的基础上提供额外的传热增益,对流传热系数增益幅度在2.7%左右,增益效果受脉动幅度影响显著,但几乎不受脉动频率的影响。     

几种换热管在电场强化对流实验中传热性能比较

对水平光管、横纹管、螺旋槽管、花瓣管在电场强化（EHD）单管试验中进行对流传热实验,蒸汽走管程,空气走壳程。实验结果表明：在相同的雷诺数下,施加电场后,传热膜系数和阻力系数都有一定的提高,其中花瓣管的强化效率指标最大,达到1．98,在电压为30kV时,花瓣管外电场强化作用最明显,强化系数达2．76。     

套管式折流杆管束换热器壳侧传热与流阻性能

针对普通套管式换热器的不足 ,设计了套管式折流杆管束换热器壳程内部结构。对不同内部支承结构与管束组合的套管式管束换热器壳侧进行了传热与流阻性能实验研究 ,得到了 3种换热器壳侧对流传热系数及压降随流量变化的关系曲线。实验结果表明 ,套管式折流杆螺旋槽管束换热器壳侧具有较好的传热与流阻性能。     

微细通道EHD两相流传热研究

以去离子水为工质,分别对1 mm×2 mm、2 mm×2 mm和3 mm×3 mm 3种矩形槽道进行了EHD两相流传热试验研究。结果表明,两相流饱和沸腾时,传热系数随着热流密度的增大而增大。在相同的热流密度下,槽道尺寸越小,槽道的饱和沸腾传热系数越大。在外加直流电压低于16 kV时,传热系数随外加电压的增加而明显增加;在16~20 kV之间,传热系数随电压的增加变得平缓;当电场电压高于20 kV后,传热系数随着电场强度的增加反而降低。这说明在EHD两相流强化传热中存在最佳强化电压。     

电场强化气体对流传热研究进展与场协同原理

全面论述了国内外利用电水动力学强化气体对流传热的研究进展情况,分别从理论和实验两个方面分析电晕放电对电水动力学强化传热的影响,指出了当前研究中的问题,对以后的研究提出了建议。介绍了场协同原理及应用该原理分析电场作用下通过流场和温度场的协同进行强化传热的问题。     

新型强化换热器的性能分析

对新型强化换热器的特点、性能进行了分析，该换热器是在光管管束内加入强化元件，以提高其传热效率的一种强化换热器，其传热效率高、结构紧凑、节能节材、不易结垢、易于清洗，在石油、化工等行业有广阔的应用前景。     

钉头管自支承换热器壳程冷凝传热的试验研究

采用自行设计的试验装置和流程,对3种不同钉头间距的钉头管-光管混合管束和纯光管管束换热器进行了冷凝试验对比研究。研究结果表明:(1)钉头管-光管混合管束换热器中,钉头不仅能起到强化传热的作用,而且每个钉头都对管束起到支承作用,使管子受力均匀,大大减小因管子振动磨损而造成破坏的可能性;(2)钉头管钉头纵向间距对换热性能有很大影响,在纵向间距S=20、35、50mm的3种钉头管-光管混合管束中,S=35mm的混合管束冷凝换热性能最好,管外膜状冷凝对流传热系数h0比纯光管管束平均提高了121%。     

斜针翅纵向流管束研究及混合管束设计应用

分析斜针翅管束纵向流流动特性 ,建立了斜针翅管束流动的流体力学及传热强化理论模型 ,并对不同规格斜针翅管进行试验研究和比较 ,可节省材料 1 /3,压降仅为光管折流板换热器的 1 /2 0 ,强化传热为光管 2～ 3倍 ,并设计应用于炼油换热器中。     

变截面管换热器传热与阻力性能

对两种不同节距的变载面管进行了管内和管束的传热与流体阻力试验,并与光管及光管换热器进行了比较。结果表明,变截面管是一种能强化管内、管外传热的双面强化管,且其变截面部分能互相支承形成壳程的扰流元件,替代了管束的折流装置,使换热器整体结构紧凑,壳程的传热进一步强化,但管程的流体阻力比光管稍有增加。     

蒸发式冷凝器管束中强制对流空气CFD模拟

运用FLUENT软件对圆管、椭圆管及交变曲面波纹管管束中强制对流空气热力过程进行了模拟,模拟数据经过Tecplot.10处理后直观地表征了3种管型管束中空气的速度场、压力场及温度场。结果表明,交变曲面波纹管在提高流体湍动程度及强化传热温差方面优于其它两种管型。     

扁管管束结构优化实验研究

对 4种不同结构的扁管管束与圆管管束作了传热与流阻性能对比实验研究 ,得到了综合性能最佳的扁管管束结构形式。结果表明 ,在进口体积流量相同的条件下 ,相对于设有折流板圆管管束换热器 ,综合性能最佳的扁管换热器管程传热系数提高约 5 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高约 2 0 % ;壳程传热系数提高 6 8%～ 10 0 % ,压降降低 70 %～ 12 0 % ,传热与流阻综合性能指标提高至少 2 0 0 %。     

波纹管与缩放管传热性能比较及场协同分析

利用FLUENT软件对波纹管、缩放管和光管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明波纹管有较好的综合强化传热性能。应用场协同理论分析了波纹管、缩放管强化传热机理,发现在波纹管波峰下游处,温度梯度和速度场之间的夹角变小,纵向速度场和温度梯度场更加均匀,协同程度最好,从而强化传热。通过实验验证了数值模拟的可行性。     

实验用换热器结构的改进

介绍一种改进的实验用换热器。该换热器可用于研究管外侧对流、冷凝和沸腾传热，也可用于研究换热器壳程的流动阻力。其内部构件可以更换，以方便研究多种结构参数对换热器传热性能和流动阻力的影响。     

两种不同管束的螺旋折流板换热器的性能对比

以柴油为工质，在雷诺数范围为3280－12680内用两种不同管束的螺旋折反换热器进行对比试验，研究得到了两种换热器的壳侧传热膜系数和流动阻力系数随雷诺数变化的关系曲线，并建立了换热器的壳侧传热膜系数和流阻系数的近似数学模型，研究结果表明，在该试验条件下，菱形翅片管螺旋折流板换热器的壳侧传热膜系数比光滑管螺旋折流板换热器高54％－108％，具有较好的强化传热效果，而壳侧流动阻力系数则比光滑管螺旋折流板换热器低30％－5％，菱形翅片管螺旋折流板换热器具有较好的传热与流阻特性，用于石油，化工等领域具有广阔的前景。     

管束排列及管间距对换热器传热性能的影响

通过改变圆形翅片管换热器管束排列及管间距的传热性能实验,得到雷诺数(Re)、纵向管间距(S_l)及管束排列方式对圆形翅片管换热器传热性能的影响,再利用数值模拟方法分析这3个因素影响的原因。结果表明,圆形翅片管换热器的努赛尔数(Nu)及阻力系数(f)均随Re的增加而增加,且增加趋势逐渐下降。增大S_l可提高顺排圆形翅片管换热器的传热性能,但是提高幅度随S_l的增加而减小,在S_l为110 mm时换热效果最好;增大S_l反而会降低叉排圆形翅片管换热器的传热性能,其换热效果在S_l为66 mm时最好。相对于顺排方式,叉排圆形翅片管换热器的换热效果更好。速度场与温度场间的协同角度大小、回流区面积及尾流涡尺度大小与换热器传热性能的提高有关,可以从这3个方面进行分析,以寻找改善换热器结构的途径。     

纵向流混合管束换热器试验研究

对3种纵向流管壳式换热器进行了试验研究,结果表明,由扭曲变截面管、绕丝管和光滑管三者组成的混合管束,其总传热系数比纯光滑管管束高1.3～2.3倍。采用混合管束既可获得高的总传热系数和管内外传热膜系数,又可以使管内压降不致过大。改变扭曲变截面管与光管等不同数量的配比和布置方式,可使之满足各种强化传热和限定压降的工艺特定要求。     

连续型螺旋折流板式换热器的制造

连续型螺旋隔板是强化管壳式换热器传热的一种有效的壳程支撑结构型式。流体在换热器壳程以螺旋流的方式冲刷传热管束,具有良好的传热与流阻性能。非连续型螺旋折流板换热器技术是国内外比较成熟的技术,在石化行业中已经有一些应用。连续型螺旋折流板换热器有着比非连续型螺旋折流板换热器更好的传热性能。其应用有更好的前景,将在石化行业发挥更大的作用。     

轴流式双壳程缩放管管壳式换热器的工业试验

对栅形网板支承的双面强化传热缩放管束在轴流式双壳程结构管壳式换热器中的液－液传热强化及流阻性能做了工业试验,流体介质为三甲苯工作流及水,试验结果表明,与传统单弓形折流隔板支承光滑传热管的管壳式换热器相比,总传热系数提高63％,壳程压降可减少18％。     

波纹管管内流动规律与数值模拟研究

鉴于国内外对波纹管换热器的流动和传热特性局限在实验研究和理论研究的现状,提出采用数值模拟方法对换热管管内流场和温度场进行研究。采用有限体积法对控制方程组进行离散化,应用二阶迎风离散对流项,应用SIMPLE算法进行压力修正。结果表明,在相同当量直径和雷诺数条件下波纹管比光管具有更好的传热作用和协同作用;波纹管的尺寸参数φ对其强化传热具有显著影响;由于波纹管在其波峰、波谷处产生二次涡流破坏与扰动边界层,其在较低的雷诺数下就能提前达到湍流流动,所以波纹管具有节能和防垢作用。     

板式换热器作为压缩机冷却器时的传热和流阻性能

以现场的压缩空气为实验工质 ,对压缩空气在人字形波纹板式换热器的传热与流阻性能进行实验研究。研究结果表明 ,与传统的光滑管弓形隔板换热器相比 ,板式换热器能非常有效地强化空气侧的膜传热系数。但是板式换热器的膜传热系数是花瓣状翅片管 (PF管 )螺旋隔板换热器的 30 %～ 4 0 % (以胚管外表面积计算 ) ,是低肋管螺旋隔板换热器的 4 0 %～ 50 % ,然而其压力损失却是PF管螺旋隔板换热器的 3～ 5倍 ,是低肋管螺旋隔板换热器的1.7～ 3倍。此外还从传热与流阻性能、传热效率、紧凑性和经济性等方面对板式换热器的整体性能进行了评价。