低压条件下紧凑叉排管束沸腾换热特性试验

针对传统的满液型蒸发换热器,将蒸发器中的水平加热管束按叉排方式紧凑排列形成窄缝空间,在大气压和低压运行条件下,利用窄缝空间沸腾强化换热机理,可以将在低壁温/低热负荷条件下的自然对流换热转化为核态沸腾换热,能有效提高满液式蒸发器的换热性能。和传统的满液型蒸发换热器相比,这种紧凑式蒸发器平均换热系数能提高一倍以上。紧凑蒸发器的管距、管位置,工作压力都对蒸发器的换热性能有显著影响,管距的影响是最大的。不同的压力条件下存在一个对应的最佳管距。在此管距下,蒸发换热器的强化换热性能达到最大。最佳管距对应的管束水力当量直径近似等于池内沸腾时的气泡脱离直径。随着压力减小,最佳管距逐渐增大。同时,紧凑式管束布置引起的窄缝空间内沸腾强化换热强化效果也逐步降低。     

新型板式换热器导流区特性的数值模拟及场协同分析

增大总传热系数和减小压降是当前研究改善板式换热器性能主要关注的两个方向。为分析导流区结构对板式换热器传热、压降以及场协同关系的影响效果,建立两种板式换热器计算模型。利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件对两种板式换热器模型内流体不同工况下的流动和传热特性进行数值模拟,对比分析了两种模型流道内的速度场、温度场和压力场以及各场间协同性,并利用强化换热综合性能指数(Performance evaluation criteria,PEC)进行评价。结果表明:新型导流区使板式换热器板间流体的速度场与温度场分布更均匀,压降阻力减少,其综合性能更优。同时,场协同理论分析也表明,新型导流区改善了速度与压力场的协同关系。该新型板式换热器导流区设计对于提高板式换热器性能具有指导意义。     

场协同理论在硫化机热板上的应用

介绍了轮胎硫化机热板的发展现状和在流-固耦合状态下温度场数值模拟的方法。为了研究轮胎硫化机热板工作表面的温度分布均匀性,对47"轮胎硫化机上热板进行温度场和内部蒸汽速度场的数值模拟,通过分析热板温度场和速度场的模拟结果得出引起热板温度分布不均匀的主要因素是热板内蒸汽的流速不均匀。再从对流换热的本质出发,运用场协同理论对热板内热量传递过程进行分析,针对热板内蒸汽速度场与温度梯度场协同性较差和热板表面的温度分布不均匀现象,在热板的低温处布置三角形翅结构的涡发生器,利用二次表面产生使速度场和温度梯度场协同性提高的二次流强化低温处的对流换热,提出了改善热板温度分布均匀性的创新性方法。     

换热器中的场协同原则及其应用

叙述了对流换热中的场协同强化原则,对流换热中速度场与温度场的协同能够提高换热系数,换热器中冷、热流体温度场间的协同能够提高换热器的效率。此外,还从换热系数和换热器两个层次上讨论了场协同强化原则在提高换热器性能方面的应用。     

节流短管替代毛细管在家用空调器上的应用研究

针对节流短管替代毛细管在家用空调器应用过程中可能遇到的一些问题,分别进行了节流短管与毛细管的氮气流量、制冷剂流量、变工况流量特性以及空调器整机性能试验.试验表明现有的加工工艺能较好的保证节流短管一致性,同时节流短管也具有较好的流量调节性能.节流短管完全可以取代毛细管在家用空调器上全面应用.     

劳特斯获空调非均匀性化霜结构国家专利认证

日前，劳特斯取得空调非均匀性化霜结构国家专利认证。该新型专利是一种翅片换热器的非均匀性化霜结构。它是在普通的翅片换热器底部调整部分盘管增设优先除底部霜层部分。在节流分配系统的毛细管外装置分配管，使系统在融霜状态下充分降低系统阻力的条件下保证制冷剂热动力均匀。     

铝泡沫填充在内管的套管换热器内的流动和传热特性研究

对空气流经铝泡沫填充方形套管换热器内管的流动和传热进行了试验研究,通过数值模拟对其内部的压力场、速度场和温度场进行了描述,并和传统的套管式换热器进行了比较。结果表明：试验结果与数值模拟结果符合较好。热流量和压降都随孔密度或者流速的增大而增大。填充铝泡沫后强化传热明显,虽然压降也大于空管,但通过对换热器压降和传热性能的综合分析,得出填充铝泡沫后换热器的综合性能比不填充泡沫金属的普通套管换热器更好。     

空调和冷冻设备换热器的技术进展

论述了用于空调和冷冻行业中的换热设备的技术进展,着重介绍了蒸发和冷凝过程的换热器制冷剂强化传热技术的发展状况;概述了制冷剂在管外和管内强化传热的特点,并提供了有关实施强化传热技术的数据和方法。     

组合涡发生器在螺旋板式换热器上的强化传热研究

在螺旋板式换热器螺旋通道内设置三角翼和椭圆柱组合涡发生器,利用流体计算软件Fluent进行三维数值模拟。研究了Re为4000～7000内组合涡发生器对通道平均Nu和平均阻力系数f的影响,并应用场协同原理进行了分析。与只加装椭圆柱涡发生器的螺旋板式换热器进行对比,结果表明,纵向涡发生器产生的二次流能改善螺旋通道内的速度场与温度场的协同性,起到强化换热作用。在正三角形排列方式下,组合涡发生器通道的平均Nu比椭圆柱涡发生器的平均Nu增大8.7%,阻力因子f减小23.7%,强化换热的效果较好。     

一种单管强化传热的新型测试装置

搭建一种单管强化传热的新型测试装置,能应用于干式蒸发、管内冷凝、管外蒸发和管外冷凝。分析了9.52mm,长度为3.4m的内螺纹铜管在蒸发温度分别是5℃和10℃,冷凝温度分别是35℃和40℃时,制冷剂R22、R410A的传热系数,结合实验原理,说明本装置可以完成对不同制冷剂的单管传热性能的测试,为高效换热管的开发提供依据。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

单流程蒸发器表面温度场均匀性的影响因素研究

改善蒸发器表面温度场的均匀性对提高其换热效率具有决定性作用。设计出一种类似平行流蒸发器的圆管单流程蒸发器,改变其集液管和蒸发管衔接处的孔径大小以及制冷剂入口流速,并进行了蒸发器管路的水力计算和相应的实验研究,得出管路中间截面的温度分布。模拟结果表明:在结构一定的条件下,集液管内的制冷剂来流速度具有决定性作用。当集液管内的来流速度在0.04m/s时,蒸发器各支管的温度分布最为均匀;同时在制冷剂流量一定时,支管数及各蒸发管与集液管衔接处的孔径大小也影响着温度分布。试验结果证明了此结论:在一定的液态制冷剂集管入口流速下,最小孔径为0.4mm时,具有8根支管的单流程蒸发器比10根支管的单流程蒸发器具有均匀的温度场。研究结果为研发高效率的平行流蒸发器提供了一定的理论和试验基础。     

R410A和R22在一种内螺纹强化管管内蒸发性能研究

为了研究单管管内蒸发性能,搭建了管内蒸发性能实验台,用隔膜泵代替了传统压缩机作为系统动力。研究了在冷却水量0.6m3/h,0.8m3/h和1.0m3/h下,9.52mm内螺纹管内10℃蒸发的制冷剂侧换热性能。结果表明,R22和R41OA的总换热系数,换热系数hr和压降均随着制冷剂流量的增加而增加,在小质量流量下,R410A比R22有更好的换热性能,看起来可以替代R22。但当制冷剂流速增大到300～400kg/(s.m2)时,R22的换热系数增加显著,而R410A趋于平缓,所以在大质量流量下,R410A没有R22换热性能好,替代工作仍待研究。     

Effects of saturation temperature variation due to pressure drop of working fluid in heat exchanger on heat transfer performance

The effect of the saturation temperature drop on the heat transfer performance of a heat exchanger was analyzed under air-conditioner condensing condition, air-conditioner evaporating condition, and refrigerator evaporating condition. The thermodynamic analysis results show that the heat transfer capacity due to the pressure drop of the saturated refrigerant was at least 2.3 % and at most 91.1 % compared to the evaluated heat transfer capacity assuming no pressure loss. The rate of change of heat transfer capacity was the largest in the order of R600a, R1234yf, R134a, R410A, and R32. Heat exchanger performance simulation under practical air-conditioner operating conditions showed that the heat transfer capacity was reduced by 0.72 % due to refrigerant pressure drop under the condensing condition. On the other hand, the heat transfer capacity was increased by 26.55 % under the evaporating condition.

     

绝热毛细管内制冷剂质量流量的特性研究

运用绝热毛组管的均相流模型，数值模拟了毛细管内制冷剂的质量流量，并进行了实验验证；分析了R12、R134a两种制冷剂在毛细管内的流动特性，讨论了过冷度、毛细管长度、入口压力、出口压力等参数对制冷剂质量流量的影响。     

CO_2跨临界循环中非绝热毛细管传热性能的试验研究

为了测试在相同工况下,CO2跨临界循环非绝热毛细管各区段的换热能力;并测试毛细管进口压力10MPa,进口温度39℃,蒸发温度7℃,制冷量1k W时,5种内径毛细管所需的长度,以及毛细管换热量随毛细管管径的变化情况,搭建了CO2跨临界循环试验台,进行了相关试验,试验结果表明:非绝热毛细管在超临界区域换热能力最强,亚临界两相区换热能力最弱,毛细管换热量随毛细管内径增大而增加。     

开槽砂轮缓进给深切磨削时工件表层温度场解析

采用热源法推导出开槽砂轮缓进给深切磨削时磨削弧区工件表层温度分布的理论解析式，并利用理论计算公式结合磨削实验完成了施加水射流冲击条件下工件表层温度场的推演计算，计算结果与实验结果基本吻合，证实了开槽砂轮辅以弧区定向高压水射流冲击强化换热的确具有良好的冷却效果。     

Effect of guide wall on jet impingement cooling in blade leading edge channel

The characteristics of fluid flow and heat transfer, which are affected by the guide wall in a jet impinged leading edge channel, have been investigated numerically using three-dimensional Reynolds-averaged Navier–Stokes analysis via the shear stress transport turbulence model and gamma theta transitional turbulence model. A constant wall heat flux condition has been applied to the leading edge surface. The jet-to-surface distance is constant, which is three times that of the jet diameter. The arrangement of the guide wall near the jet hole is set as a variable. Results presented in this study include the Nusselt number contour, velocity vector, streamline with velocity, and local Nusselt number distribution along the central line on the leading edge surface. The average Nusselt number and average pressure loss between jet nozzle and channel exit are calculated to assess the thermal performance. The application of the guide wall is aimed at improving heat transfer uniformity on the leading edge surface. Results indicated that the streamwise guide wall ensures the vertical jet impingement flow intensity and prevents the flow after impingement to reflux into jet flow. Thus, a combined rectangular guide wall benefits the average heat transfer, thermal performance and heat transfer distribution uniformity.     

Effect of cross-flow velocity on flow and heat transfer characteristics of impinging jet with low jet-to-plate distance

An effect of cross-flow velocity on flow and heat transfer characteristics of impinging jet in the case of low jet-to-plate distance at H = 2D was experimentally and numerically investigated. In the experiments, the air jet from orifice impingement on the wall of wind tunnel while a cross-flow was simultaneously induced normal to the jet flow. The jet velocity was fixed while the cross-flow velocity was varied corresponding to velocity ratios (jet velocity/cross-flow velocity) VR = 3, 5 and 7. The temperature distribution on an impinged surface was visualized by using thermochromic liquid crystal sheet (TLCs), and Nusselt number distribution was evaluated by using image processing method. The flow pattern on impingement surface was visualized by using oil film technique. The numerical simulation was carried out for a better understanding of the jet flow in the cross-flow. The results show that Nusselt number peak shifts downstream and the Nusselt number peak increases with increasing cross-flow velocity.     

三维方管层流冲击射流流动与传热的数值研究

通过求解三维稳态不可压缩N-S方程和能量方程,对半封闭层流方管冲击射流的流动与传热特性进行了数值研究。根据计算结果分析了射流中四个偏心速度峰值形成的原因,在层流范围内考察了射流雷诺数和冲击高度对流场结构和传热性能的影响。计算结果表明,冲击射流的传热特性受流场结构的控制,冲击面附近水平断面上四个偏心速度峰值的形成,导致在相应断面上形成温度分布的四个偏心最小值,以及在冲击面上形成局部Nu数的四个偏心峰值。