基于动态负荷的混合式制冷制热系统优化设计

传统的换热器设计方法忽视了混合式制冷制热系统系统的动态特性。采用一种新的U型土壤埋管换热器的变模型及相应的工程设计方法,能够更加科学准确地设计U型土壤埋管换热器。对不同时间尺度、不同空间区域的传热过程采用相对应的计算方法,利用虚拟热汇、格林函数法建立了有限长圆柱体热源模型,并给出了解析解,应用新方法对实例进行设计。结果表明,该系统30年的平均能效比COP(Coefficient of Perfomance)为4.73,可以长期、稳定、高效运行。     

焦化厂粗煤气冷却用固定管板式换热器改进

针对焦化厂粗煤气冷却的需要设计了一个固定管板式换热器,给出了固定板式列管换热器结构设计的主要步骤及改进设计选型方法,并计算确定了换热器各部件的结构形式及尺寸位置,对换热器的主要非标准件给出了设计依据及计算过程,对换热器的主要受力部位进行了强度校核.     

固定管板式换热器应力的有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立了某固定管板式换热器的结构分析模型,对3种操作工况下换热器的应力场进行了计算,并校核了其中的危险工况。结果表明:受热载荷作用的换热器,最大应力在管板与管箱内壁面的过渡圆角处;"表皮效应"使距壳程侧2 mm处管板上的应力最大;换热器的各部件安全裕度均大于2,常规设计方法过于保守。     

土壤中水分对地埋管换热器换热特性的影响数值模拟

采用计算流体力学软件对土壤不同含水率、不同渗流速度下垂直U型地埋管换热器换热过程和地埋管群之间的热干扰进行数值模拟,给出了地埋管逐时出水温度,分析了不同含水率、渗流速度下地埋管换热器换热量变化规律及地埋管之间的相互热干扰。     

矿用螺旋折流板式换热器的设计

针对高效换热的工作要求,基于GB150与有限元法,对矿用螺旋折流板式换热器进行了设计与研究。通过ANSYS软件,分别在管程与壳程压力单独作用下,对封头与管板连接焊缝处进行应力计算,根据应力线性化理论与JB4732,评定一次应力与薄膜应力值,评定结果满足设计要求。对螺旋折流板的结构进行模态计算,根据模态特性,验证出螺旋结构的折流板比弓形折流板的稳定性更高。     

钛制U形管换热器的设计

对于管道壳程金属平均壁温相差较大或者壳程介质易结垢需要清洗的一般选用U形管换热器,特别是对于管程流经清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料更应该选用U形管换热器,且考虑介质腐蚀大多关键设备选用钛材。对钛制U形管换热器进行设计阐述,主要包括材料的选择、结构设计、强度设计,以及制造检验要求等。     

T2紫铜波节管换热器在供热领域的应用

T2紫铜波节管换热器采用新材料及新工艺，特别是将换热器结构作了改进，使其由原来的单级换热变成多级换热，充分利用热源。此产品具有传热效率高、适用不同水质、操作维修方便、能处理小温差等优点。T2紫铜波节管换热器作为一种高效节能产品，已广泛应用于矿山、冶金、石化等各个工业领域、特别在集中供热和热电联产行业中的推广尤为迅速。     

储气库地面站场U型管换热器的失效分析

U型管换热器是石油天然气工业和能源工业常用的管壳式换热器的结构形式之一。介绍了天然气地下储气库地面站场的2台双壳程U型管换热器出现的一种罕见失效形式，并且对这种失效原因进行了初步分析。分析结论为该种结构型式换热器的设计、制造和使用提供了依据及注意事项。     

取热区蜂窝陶瓷几何特性对换热器取热率的影响

在实验验证数学模型有效性的基础上,数值研究了立式蜂窝陶瓷填充床内取热区蜂窝陶瓷几何特性对填充床内置换热器取热率的影响。热风从取热区下侧的蜂窝陶瓷流出后进入的取热区阻力不匹配,热风会重新分配,一部分进入换热器内置空间,与换热管外壁进行直接的对流换热,另一部分进入取热区蜂窝陶瓷将其加热后与换热管外壁进行辐射换热,取热区蜂窝陶瓷的几何结构影响取热区热风阻力不匹配程度与热风分配,最终影响到换热器取热率。计算结果表明：沿热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷几何特性尺寸增大时,换热器取热率减小;垂直热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷的两个几何特性尺寸增大时,内置换热器取热率呈现先增大后减小趋势。     

回风换热器回风阻力数值仿真及实验研究

为减少回风速度、平面挡水板挡水板倾角和间距以及蛇型挡水板挡水板间距和高度对回风换热器中回风阻力的影响,利用计算机流体动力学仿真软件FLUENT对回风换热器进行了3D仿真,得出了不同回风速度、平面挡水板挡水板倾角和间距以及蛇型挡水板挡水板间距和高度时回风换热器中回风阻力和压降的仿真数据,然后利用实验得出了不同回风速度和平面挡水板倾角时回风压降的实验数据,实验与仿真结果之间的误差在7%范围以内。最后通过分析仿真和实验数据,得出了各因素对回风阻力的影响规律,对指导回风换热器的设计和运行具有重要意义。     

基于ANSYS对压力容器管板的有限元分析

在压力容器管板的设计过程中,利用ANSYS软件对压力容器管板的应力进行分析,计算出压力容器管板的最大应力和应变,从而为压力容器结构的优化设计提供了充分的理论依据。将分析的结果与实际情况进行比较,验证了分析正确性。     

带有导流翼的板翅式换热器封头结构优化设计研究

对于低浓度煤层气含氧液化装置,板翅式换热器是其冷箱中的关键设备。提出一种新型带有导流翼的板翅式换热器封头结构,采用CFD方法对该新型封头结构进行了数值计算,并对其流动与压力特性进行分析和比较,结果表明:该新型封头结构有效地改善了换热器封头内部物流分配特性,能更均匀地分配物流到各个换热通道。该研究对冷箱中换热器的设计制造具有理论指导意义。     

粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内流动状态试验研究

为研究粗颗粒矿石在提升硬管底部管道内的流动状态,在实验室建立了2套试验系统,对提升硬管底部Y型结构和U型结构开展了粗颗粒提升输送性能试验研究,分析了粗颗粒提升速度和输送浓度对流动状态的影响,观察了2种管道结构下粗颗粒的堵塞状态。结果表明,Y型结构的输送状态优于U型结构。该研究结果可为深海采矿系统中提升硬管底部管道结构设计提供试验验证基础。     

基于有限元分析的支架箱型截面几何参数优化

依据材料力学和结构力学,分析得出在弯扭组合变形情况下支架箱型结构截面内板元上的应力分布：弯曲正应力和扭转剪应力主要出现在截面四周的板上,而中间筋板则主要承受弯曲剪应力;选定截面内6个主要几何尺寸为状态变量,以最大等效应力和质量作为目标函数建立箱型截面参数优化的数学模型;借助有限元分析软件Ansys Workbench中的DesignXplorer模块对其进行优化,确定截面参数的最优取值;依据计算结果分析参数敏感性及其最佳尺寸配比。基于有限元分析的几何参数优化在不增加质量的前提下改善了箱型结构的受力状况,为合理设计支架的详细结构提供了参考依据。     

型钢混凝土结构在破碎围岩洞室支护中的应用

以五轮山井田浅埋斜井为工程背景,分析了浅埋强风化洞室围岩变形机理,并将U型钢混凝土组合结构应用于浅埋强风化地下洞室支护设计中,提出了U型钢混凝土组合结构受弯承载力计算方法;同时考虑围岩荷载、卡缆预紧力和支架缩动等3个因素对U型钢可缩性支架内力的影响,对支架内力进行了计算。计算结果表明:U型钢混凝土组合结构可大大减小拱圈的厚度,有效增加地下洞室的净空间。     

矿山钢井架斜撑截面优化设计研究

目前,对钢结构井架空间分析计算研究较少,对于钢结构井架斜撑截面的设计多依照经验选取,造成了结构构件尺寸过大。文章以阜山金矿单斜撑风井井架为背景,论述了采用SAP2000进行钢井架斜撑设计的过程与方法,分别对10mm、12mm、14mm、16mm板厚的钢井架斜撑结构进行了静力分析计算,提取构件最大变形值和应力比进行对比分析。结果表明,利用SAP2000进行钢井架设计与静力分析是一种非常有效的钢井架计算方法,综合考虑分析安全、经济条件该类型井架斜撑宜采用14mm板厚、12mm板厚,提出了连梁等构件截面优化。     

环形套筒石灰窑换热器壳程结构改进的理论研究

针对折流杆换热器的结构特点,提出用折流杆换热器代替现有的折流板换热器,并从壳程换热性能和壳程阻力特性两个方面,对折流杆换热器和折流板换热器进行对比分析。结果显示,用折流杆管束代替折流板管束,不但提高了换热器的壳程换热系数,同时还改善了换热器的壳程阻力特性,减小了壳程压力降。研究结果为环形套筒石灰窑换热器壳程结构的改进提供了理论依据。     

中浅层同轴套管式换热器的传热能力分析

随着我国“双碳”战略目标的实施,地热能作为可持续开发利用的清洁能源也备受推崇。目前关于地热能开发利用的研究主要集中于浅层地热能和中深层地热能,对于中浅层地热能(200～500 m)研究较少,而利用中浅层地热能进行供暖与制冷也缺乏相关的工程案例和理论研究支持。本文基于河北省邯郸市某建筑物空调冷热源项目中施工的300 m地热井,开展了中浅层同轴套管式换热器的传热实验与理论分析研究。首先,对换热器的结构形式、施工工艺、换热特性等进行研究,根据建立的换热器开展了5种不同工况的现场传热测试,获取了相关的热物性参数;其次,通过分析中浅层地热能的特点,研究换热器换热内外不同的传热规律和循环方向,基于已有的浅层地埋管和中深层同轴管传热模型,创新性建立了针对中浅层套管式换热器冬夏两季的传热模型,通过相应的控制方程对传热模型进行模拟分析,并将模拟数据与实验数据进行了对比,校核了传热模型的准确性;最后,根据建立的传热模型对换热器进行了全年的模拟计算,获取了冬夏两季不同流量的进出口温差及换热量,岩土体温度横向、纵向的变化等参数,为进一步改进中浅层同轴套管式换热器结构以及室外埋管系统的设计与优化提供理论依据和技...     

打水泥塞固井技术探讨

采用近平衡法打水泥塞时,容易出现混浆、U形管效应等问题。通过调整水泥浆性能,使整个浆柱结构稳定;调整注水泥浆和顶替钻井液的速度控制U形管效应;计算出上提钻具时钻井液上升的高度;这样在设计水泥浆的结构时,通过平衡塞法提高打水泥塞的成功率。     

基于ANSYS对压力容器管板厚度的优化设计

本文利用ANSYS软件对压力容器的管板厚度进行优化设计，取代了各种传统的优化计算方法，避免了繁杂的计算和程序设计，从而为压力容器管板参数提供了最优的组合。