浅析热管换热器性能特点

简要介绍了热管换热器的发展现状。目前，由于热管换热器投资少、传热效果好和设备体积小，因而得到了广泛的应用。着重地介绍了几种热管换热器的性能特点，其中包括标准热管、重力热管、重力辅助热管和旋转热管，并且对其的性能进行了分析。利用热管换热器，不但可以缓解我国能源供需矛盾，而且还可带来较高的经济效益。     

重力式热管换热器的制造

介绍了重力式热管元件制造的主要工艺过程和简易方法 ,并对重力式热管换热器的设计制造作了简要说明     

干热岩热能重力热管采热系统数值模拟研究与经济性分析

利用超长重力热管开采干热岩热能可以避免增强型地热系统存在的工质损失、腐蚀结垢和井下连通困难等问题;相比于单井井下换热器系统,热管管内液-气相变使得管壁与热储之间的传热温差增大,使用重力热管开采地热能有望获得更高的单井采热量。本文开发了能对重力热管内部过程与裂隙热储渗流过程进行耦合求解的数值模型,模拟了管长4500 m的重力热管地热系统运行过程,研究了裂隙热储中的流体自然对流对地热系统性能的影响,并与套管式井下换热器地热系统进行了对比研究。进一步分析比较了重力热管、套管井下换热器、增强型地热系统电站的发电成本。研究结果表明,重力热管地热系统单井发电量可达240 kW以上,发电成本约为1.124 CNY/（kW·h）,与增强型地热系统电站发电成本接近,优于井下换热器式地热系统;如果利用废弃油气井建设重力热管地热系统,发电成本仅0.644 CNY/（kW·h）。     

烧碱锅烟道气余热回收

本文从试验角度提出了碳钢——水重力热管应用于烧碱锅烟道气回收余热加热工艺空气的可能性;介绍了热管换热器的基本结构、性能和特点;热管换热器用于烧碱烟道气回收余热的试验数据及综合分析;对大型热管换热器的设计提出了初步设想.     

SiO_2-DW纳米流体重力热管传热性能试验研究

采用超声波细胞破碎仪制备了不同质量分数的SiO2-DW纳米流体,并以SiO2-DW纳米流体为工质在碳钢重力热管中进行了传热性能试验研究。结果表明,工质为质量分数1%SiO2-DW纳米流体的重力热管总传热系数比去离子水高5.6%~9.6%,传热性能增强。纳米流体热管平稳运行时,管壁温度低,分布平缓。以质量分数1%的SiO2-DW纳米流体为工质的重力热管换热器,总换热系数较普通水工质热管换热器提高1.63%~1.70%。     

重力型热管结构优化数值模拟及传热实验研究

针对热管换热器及重力型热管,研究了其在涡流发生器及翅片加热管对换热器的换热影响,对换热器的热管结构进行了优化,最后通过实验对各种结构的换热管进行传热特性研究,并对理论部分进行了验证,通过横向翅片和裸管的换热效果,在对热管加装翅片的基础上,加装涡流发生器,通过对没有安装涡流发生器的翅片热管与之进行对比,并应用温度场与速度场对换热增强机理进行说明。     

重力对烧结热管传热性能影响的实验研究

针对重力对热管换热器的影响,文中搭建了实验台并实验测试了直线型和L型烧结式热管的传热的性能,分析重力、热管结构形状等因素的影响。实验结果表明:当加热功率较大时,随着倾斜角度的增加,不同结构形式的烧结热管失效段的温度逐渐降低,分析认为重力可以改变管内冷凝工作的流动特性从而影响烧结芯热管的换热特性。在重力作用下,直线型热管最佳的换热倾角为30°—60°,L型热管最佳的换热倾角为90°。     

重力热管换热器在CO造气炉系统中的应用

介绍了重力热管换热器的工作原理、结构和传热特性 ,以及在CO造气炉工艺装置中的应用情况     

用于低温余热回收系统热管换热器传热性能的数值模拟

采用CFX软件Fluent模拟了用于低温余热回收的重力热管内的相变情况及充液率、热管长度比、管中心距对热管换热器传热性能的影响。模拟结果显示,水量一定时,加热段与冷凝段长度相同的热管在不同充液率条件下的传热特性,高充液率的传热能力优于低充液率的传热能力,适宜的充液率为60%~70%。当充液率一定时,加热段的长度小于冷凝段的长度有利于热管传热。当充液率及管长一定时,热管换热器的传热系数随管中心距的增大而减小。将热管换热器数值模拟的总传热系数与理论计算的结果进行对比,实现了特定体系热管换热器的结构优化。     

平行流热管管内两相流动可视化实验研究

平行流热管换热器综合热管轴向高效换热和平行流换热器管外高效换热的优点,是一种新型的热管换热器。为了研究平行流热管工作机理及管内流动过程,搭建了平行流热管可视化实验台并对不同结构参数、不同加热功率和不同充注工质下的启动特性和传热传质规律进行了实验研究。实验结果表明：平行流热管工作机理复杂,并联管路内气柱和液柱在重力和不平衡压力的共同作用下进行互激振荡流动,并且管内出现泡状流、弹状流、环状流等多种流型,同时较高的加热功率和较大的管径会加剧工质在并联各管路之间的往复振荡,增加工质在蒸发段和冷凝段的扰动,提高热管的换热性能。     

高温热管翅的传热性能分析

对目前国内长度最短的与最长的高温热管翅进行传热性能比较。试验结果表明,两根高温热管翅具有相似的起动温度曲线,起动温度均比理论值高出约30℃左右;理论分析发现,高温热管翅主要受到声速传热极限和携带传热极限的制约;进一步研究表明,最长高温热管翅的传热系数值约是最短高温热管翅的10倍。     

高温热管换热器的应用前景

根据高温热管换热器的结构特点列举了几项高温热管换热器成功应用的实例 ,并对其应用前景及目前存在的问题作一简要分析 ,提出几点建议     

一项评价污垢对换热器传热性能影响的指标

以热力学第二定律为基础 ,提出了一项评价污垢对换热器传热性能影响的指标———单位传热量的熵增率 ,讨论了洁净状态下的传热单元数Ntuo、冷热流体热容率比R、冗余面积a等参数对换热器在考虑污垢时的传热性能的影响 ,并把不同流型换热器的评价结果进行了比较     

热管锅炉热管爆管及失效原因分析

阐述了热管锅炉原理,介绍了热管热交换过程.从热管相容性、烟气腐蚀、烟气冲刷磨损、汽蚀和运行工况等方面分析了热管锅炉热管爆管及失效的原因.     

强化传热技术与新型高效换热器研究进展

简述了国内外实用强化传热技术的研究状况。介绍了国内外开发的强化传热元件以及国内外推出的各种新型高效换热器     

流量分布不均匀对板式换热器传热性能的影响

运用并联联箱流量分布精确解的结果 ,对流量非均匀分布导致板式热交换器典型运行工况下传热性能的下降作了计算和分析 :当冷、热流体进出口均位于换热器同一侧时 ,各分支通道的传热量不均匀性相当严重 ,但是总传热量变化不大 ;当两流体进出口分别位于换热器两侧时 ,传热分布的均匀性虽然有了明显改善 ,但总传热量却比按均匀分布计算偏低近 2 0 %。此外 ,还发现两侧流体流量的相对变化没有对传热量的分布状况带来明显的影响。实测结果亦表明 ,上述理论分析和计算是正确的     

回收污水热能中换热器污垢性能的实验研究

采用传热量测量法测定了不锈钢和铜管两种换热器在不同污水水域温度下的结垢热阻,研究了这两种换热器的污垢热阻随着时间和水域温度的变化规律,并测得污水换热器中污垢的主要成分是微生物垢。     

微型换热器研究进展

介绍了微型换热器的特点、材料及形式。理论研究表明电子冷却微型换热器存在最佳外形尺寸 ,并给出了一个简单的求解方法。还对微型换热器的冷却方式及其应用研究做了综述