切片式整体铝翅片(AIF)管的传热实验研究

介绍一种新型的整体翅片(AIF)管及其换热实验结果.AIF管采用外翅片的形式增加换热面积;翅片与介质流动的管路为一体结构,消除了间隙热阻.实验在吸风式风洞实验台上进行,对AIF管和其光管进行对比性实验,归纳出换热无因次经验公式.实验结果表明,AIF管确实有优良的换热效果,为新型翅片管的研究开发提供理论依据.     

R22在水平双侧强化管外的凝结换热

由于世界能源紧张问题日益突出,以节约能源与材料消耗为主要目的,开发高效紧凑式换热器是传热界的重要研究课题．冷凝器作为制冷空调领域的重要设备,其换热效果对机组性能影响很大．因此,对传热强化研究具有重要的意义．国内外对水平管外制冷剂蒸气凝结强化进行了研究,已由早期的二维矩形、梯形低肋管发展到现在的三维强化管（如Thermoexeel-C管、Turbo-C管等）．本文对光管与两种水平双侧强化管（分别为二维低肋管与三维管）进行了R22蒸气在管外凝结换热的试验研究,     

强化换热型反应釜技术改进

分析了在化工生产过程中常用的换热反应釜及换热技术存在的不足,并结合化工生产需要,提出一种增大化工反应釜换热面积以提高换热效率的改进技术方法,采用半管和蛇管一体化的设计,换热介质在换热夹套、釜外换热管、釜内换热管和换热转接管内依次交错流通,形成层层递进式换热循环.采用半管和蛇管一体化的技术方法,可以减少流体阻力,强化换热...     

换热器管板延长使用寿命技术的研究

换热器有多种形式,如间壁式、混合式、蓄热式。管壳式换热器是间壁式的一种,因为其技术较为成熟,结构相对简单,在石油化工行业中,管壳式换热器是最为常见的一种。管壳式换热器中主要的换热元件是换热管,通常在设计中换热管不考虑腐蚀裕量,所以碳钢材质的换热管束在实际使用中寿命都较短。出现泄漏等问题就需要更换管板,更换次数过多会影响质量,且带有一定的安全风险,严重的还会造成经济损失。重点研究了如何延长碳钢管板使用寿命的技术。     

一种新型变截面换热管强化传热性能

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究,并在传热强化理论的指导下,开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明,该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热,而其流阻增加较小,具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内,变截面换热管的Nu和η均随L1/di或L2/di的减小而增大,且η2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。     

水蒸气在内插螺旋丝竖直圆管内流动凝结的实验研究

引言螺旋丝是一种有效的传热强化元件，而且安装简便，使用灵活，Chiou〔1〕最先进行了研究．此后，不少学者进行了螺旋丝用于水平管内、水平管外的凝结换热及油类介质传热强化的研究，但对于竖直管内插螺旋丝的凝结换热的研究到目前还是空白．由于管内凝结换热的复杂性，对于换热规律的研究基本是以实验研究为主．其中较有代表性的是Shah〔2〕在综合了474个实验点基础上提出的适用于水平管、竖直管和倾斜管的管内凝结换热通用关联式．在理论解方面，较早且使用较为方便的是Carpenter和Colburn〔3〕提出的计算式．至于凝结换热强化管的传…     

高效换热异型管的研究进展

换热器是一种传递热量节能设备,在石油、冶金、电力等行业已有广泛应用。近年来,能源紧缺,材料费用上涨,节能减排成为我国"十三五"重要战略举措,对高效节能换热器的研究已成为换热领域研究的热点。高效换热异型强化管的传热机理是通过特殊加工,增大传热面积,建立无源扰动来增大传热系数,强化传热效果。论述了各种高效异型强化管的研究现状,提出了异型管的应用原则及依据,并概述其良好的应用前景。     

一种新型变截面换热管强化传热性能

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究,并在传热强化理论的指导下,开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型,采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法,研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明,该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热,而其流阻增加较小,具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内,变截面换热管的Nu和η均随L₁/d_i或L₂/d_i的减小而增大,且η>2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。     

新型强化换热方法的换热性能研究

通过分析设置翼涡发生器、扰流柱 ,采用多头螺旋槽管等几种新型强化换热方法的换热性能 ,得出不同涡发生器强化换热程度不同及换热增强与压力损失的最佳强化效果有别。并指出大容量设备即紧凑式换热器的研究为强化换热、节能降耗提供了可能 ,发展前景广阔。     

新型强化换热方法的换热性能研究

通过分析设置翼涡发生器、扰流柱，采用多头螺旋槽管等几种新型强化换热方法的换热性能，得出不同涡发生器强化换热程度不同及换热增强与压力损失的最佳强化效果有别。并指出大容量设备即紧凑式换热器的研究为强化换热、节能降耗提供了可能，发展前景广阔。     

螺旋肋片形成非衰减性旋流的强化传热性能

对于螺旋肋片形成非衰减性旋流的传热和阻力特性进行了实验研究,并比较分析了非衰减性旋流与多翅管和衰减性旋流在传热和阻力特性方面的差异.研究结果表明,在传热系数上非衰减性旋流比多翅管和衰减性旋流分别提高60%～85%和49%,但非衰减性旋流的阻力损失也明显高于多翅管和衰减性旋流.综合热力性能的分析结果表明,在较低Reynolds数下非衰减性旋流的综合热力性能较好,当Reynolds数大于某一临界值 (本实验为18000)后衰减性旋流的综合热力性能较好.     

新型管内插入物——立交盘强化传热的实验与模拟

对装有新型强化传热管内插入物-立交盘的管路压降与传热情况进行了实验研究,并利用计算流体力学方法模拟了结构参数变化对传热及压降的影响。实验方面,通过不同黏度的测量物系,测定了Reynolds数为2×10^-4～4×10⁴时装有立交盘管路的压降,得到了摩擦系数与Reynolds数的关系曲线,并拟合了关联式,结果表明相同条件下装有立交盘的管路其压降为空管的7～40倍。其次,利用蒸气加热麦芽糖浆的传热实验,测量了水平放置与垂直放置条件下空管与装有立交盘时管路传热情况,拟合了相应的传热关联式,结果表明爬流条件下水平放置时传热强化倍数为2～3.5倍,垂直放置时传热强化倍数为2.5～4倍。最后,采用计算流体力学的方法,利用Fluent软件对立交盘的传热及流动过程进行了模拟研究,考察了结构参数变化对传热及压降的影响,整合了内外流道直径比及长径比对传热及压降的影响关联式,为立交盘的优化设计提供了理论依据。     

缩放管内湍流对流换热(Ⅱ)结构优化

根据缩放管管内湍流对流换热的场协同控制机理,提出一种强化缩放管管内湍流对流换热的改型结构,即保持肋高和肋距不变的前提下,采用平直连接收缩段和扩张段的方式,延长收缩段的长度,相应缩短扩张段的长度,增强管内速度场与温度梯度场的协同作用.模拟计算的结果表明,这种新的结构可优化缩放管中速度场与热流场的协同关系,提高Nusselt数4.67%～8.34%,但同时也增大了阻力7.87%～15.22%(Re=1.5×10⁴～5×10⁴).与惯用的优化缩放管结构（收缩段为扩张段2倍）相比较,改型后的缩放管的Webb性能因子η=1.008～1.06.     

Experimental research on stabilities,thermophysical properties and heat transfer enhancement of nanofluids in heat exchanger systems

Stable TiO₂-water nanofluids are prepared by a two-step method, stabilities of nanofluids are investigated by precipitation method and transmittance method respectively, and thermal conductivities and viscosities are also measured. An experimental system for studying the heat transfer enhancement of nanofluids is established, and heat transfer and flow characteristics of TiO₂-water nanofluids in heat exchanger systems with a triangular tube and circular tube are experimentally studied. The effects of nanoparticle mass fractions (ω=0.1 wt%-0.5 wt%) and Reynolds numbers (Re=800-10000) on the heat transfer and flow performances of nanofluids are analyzed. Fitting formulas for Nusselt number and resistance coefficient of nanofluids in a triangular tube are put forward based on the experimental data. The comprehensive performances of nanofluids in a triangular tube are investigated. It is found that nanofluids in a triangular tube can significantly improve the heat transfer performance at the cost of a small increase in resistance coefficient compared with that in a circular tube, especially the resistance coefficients are almost the same between different nanoparticle mass fractions at turbulent flow. It is also found that the comprehensive evaluation index η decreases with Reynolds number at laminar flow but a critical maximum value appears at turbulent flow.     

弯曲内肋换热管综合换热性能的数值模拟

基于纵向涡强化换热理论提出了新型的强化换热管--弯曲内肋强化换热管。运用数值计算的方法,在Re=500～40000研究了新型强化换热管结构参数肋宽a、导程p、肋深e和Re数对Nu、f及换热性能评价指标PEC的影响,并拟合出换热管Nu、f的量纲为1关联式。结果表明:由于内肋的作用,在换热管的近壁面区域能够有效诱导产生沿纵向的涡旋结构,破坏壁面边界层,实现强化换热;导程p和肋深e对综合换热性能影响较大,肋宽a对综合换热性能影响较小,在Re=500～40000范围内,新型换热管较优的结构参数为p=10mm、e=0.6mm、a=1.8mm;与普通平滑圆管相比,当Re<2300,其换热性能Nu可达到普通圆管的2.9～7.0倍,沿程阻力系数f约为普通圆管的1.4～3.6倍;当500< Re <2300,其综合换热评价指标PEC可以达到2.6～4.6;当2300 <Re <40000时,其PEC可以达到1.2～2.3。     

螺旋折流板菱形翅片管换热器的传热与流阻性能

引　言近年来的研究[1～ 6] 表明 ,螺旋折流板换热器的螺旋折流板使流体在壳侧呈连续柱塞状螺旋流动(即 plug流 ) ,不会出现传统折流板换热器内的流动“死区” ,并且由于旋流产生的涡与管束传热界面边界层相互作用 ,使湍流度大幅度增强 ,有利于提高壳侧传热膜系数 .PStehlik等[2 ] 对螺旋折流板换热器进行研究得出 ,相同条件下与传统弓形折流板换热器相比 ,换热器的传热系数提高 1 8倍 ,流动阻力降低 2 5 % .陈世醒等[6] 研究发现 ,对于水这样的低黏度流体 ,相同流量单位压降的壳程对流传热系数 ,螺旋折流板换热器约为普通弓形折流板换热器…     

平行流分隔板管壳式换热器壳侧流场与传热性能

引　言在石油、化工、能源、建筑、冶金、轻工、核能、制冷、动力乃至火箭、航天航空等工业领域[1] 大量使用各种换热器 ,所以研究开发高性能换热设备提高传热性能是节能增效的重要途径之一 .如图 1(a)所示的单弓形折流板管壳式换热器已经在工业中使用了上百年 ,而且迄今一直是     

高效传热强化斜齿扭带及其低流速自动清洗技术

现有流体动力塑料光滑扭带不能用于流速低于1.0 m&#8226;s^-1的传热设备的污垢自动清洗、传热强化幅度不高.为此研制了一种高效强化传热、又能够在1.0～0.5 m&#8226;s^-1的较低流速下自动清洗污垢的斜齿扭带.其原理是在光滑扭带的两面上等距离地排列斜齿,被斜齿导向的传热流体对斜齿的反作用力形成一个新增的旋转力矩.与现有的光滑扭带相比,弧线形斜齿扭带自转清洗力矩增大了75％～101％、传热系数提高了171％.虽然斜齿扭带的阻力系数较高,但是设备的总阻力仍然在一般工程容许的范围内,具有广阔的应用前景.     

扭曲管换热器壳程流体流动及传热的数值模拟

扭曲管因具有较好的强化传热性能得到关注,针对扭曲管管内流体流动及传热性能进行了实验与数值研究.验证了扭曲管在低Re下,与普通圆管相比具有较好的强化传热性能.利用FLUENT软件,研究了扭曲管换热器壳程流体流动及传热的特性.对壳程流速在0.3-1.0 m/s的情况下,分别得到了壳程流体的速度矢量分布、温度场分布、质点迹线...