进风角度对椭圆管翅式换热器流动性能的影响

基于多孔介质模型,对两排椭圆管翅式换热器实验元件在不同进风角度(30°、45°、60°和90°)下的流动性能进行了数值模拟,并与实验结果进行对比,研究了不同进风角度下换热器迎风面气流速度的分布.结果表明:在进风角度测试范围内,随着进风角度的减小,换热器流动阻力损失增大;不同进风角度时总压差Δp计算结果与实验结果的差别均小于7%;进风角度为90°时两相邻椭圆管间通道速度分布最均匀.     

管壳式换热器壳侧气液两相流动和传热的数值模拟研究

采用数值模拟方法,使用FLUENT对管壳式换热器壳侧的两相流动及相变传热进行了模拟计算.根据壳侧流体流动特点,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递.对管壳式换热器壳侧的流体介质换热发生相变并产生气液两相流动进行了三维的数值模拟研究.得到了管壳式换热器壳程的速度场、温度场、压力场及气液各相的分布情况,对壳侧气液两相流动及相变换热进行了分析.对具有相变情况下的管壳式换热器的结构设计起到参考指导作用.     

百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性数值模拟

采用数值模拟方法对百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性进行研究,分析管排数、开窗角度和翅片间距对百叶窗翅片管换热器空气侧性能的影响.结果 表明:空气侧传热系数随管排数增多而降低,最大降幅约12.5％,压降随管排数增多而增大;低雷诺数下百叶窗角度为20°时换热器具有较好的综合性能,较大雷诺数下25°为最佳百叶窗角度;随...     

圆弧形三角翼翅片管换热器流动与传热特性的数值模拟

采用三维数值模拟方法对加装圆弧形三角翼和直三角翼涡流发生器的翅片管换热器的流动与传热耦合特性进行了研究.结果表明:Re在500～5 000时,圆弧形三角翼和直三角翼均可以提高换热器的传热能力,圆弧形三角翼强化传热的效果略低于直三角翼,但其流动阻力明显小于直三角翼;换热管顺排布置时,圆弧形三角翼换热器的综合性能比直三角翼提高了7.3%～11.5%;换热管叉排布置时,圆弧形三角翼换热器的综合性能比直三角翼提高了8.2%～9.5%;涡流发生器可以使流体产生垂直于翅片方向的速度分量,改善流场中速度场和温度场的协同性,从而增强传热能力.     

螺旋扭曲椭圆管换热器壳程数值模拟

以水为介质,采用k-ε模型,用数值模拟方法研究了5种不同结构的螺旋扭曲椭圆管换热器的管外壳程传热与流阻性能,并和采用椭圆管作为换热部件的换热器进行了比较.研究结果表明,螺旋扭曲椭圆管换热器壳程有较好的强化换热特性,螺旋扭曲椭圆管的几何尺寸和流体流动速度对壳程传热与流阻性能有重要影响.通过数值模拟所获得的规律为螺旋扭曲椭...     

扭曲椭圆管换热器壳程强化传热的数值研究

基于扭曲椭圆管的换热器是一种新型的新风系统换热器,针对扭曲椭圆管及其应用特点,设计了两种不同结构参数的新风系统换热器。应用FLUENT软件,在夏季工况下对两种不同结构参数的新风系统换热器壳程进行模拟分析,并通过与实验数据的对比,验证计算模型的可靠性。结果显示在相同体积流量下,随着壳程开孔面积的增大,对流换热系数h不断减小,压降Δp不断减小,综合性能系数h/Δp1/3变化不明显;随着螺距的减小,对流换热系数h不断增大,压降Δp不断增大,综合性能系数h/Δp1/3也不断增大;流场分析显示,扭曲椭圆管换热器壳程流道内,呈现出明显沿着扭曲椭圆管壁面的螺旋流,使得空气在流道内充分扰动,增强换热效果。     

相变换热器烟气侧流动及传热特性的数值模拟

对壁温均匀的相变换热器换热管外烟气的流动状态与翅片管的换热过程进行数值模拟,分析烟气入口速度、翅片间距及翅片管横向间距、纵向间距对流动传热特性的影响。结果表明:随着烟气入口速度的增加,换热量和烟气流动阻力均增加;一定范围内增大翅片间距,能够强化传热性能,降低烟气流动阻力;翅片管横向间距的增大能强化传热,而纵向间距的增大会减弱传热性能,二者均能够降低烟气的流动阻力。     

小管径管翅式换热器空气侧的强化传热特征

对5mm小管径三角翼翅片的流动和传热特性进行计算研究,讨论和分析了三角翼纵向涡发生器对流动与传热的影响以及其强化传热机理。计算结果显示流场呈现出三个显著的特征:翅片上下的空气通过冲孔相互流通,三角翼后形成了一个明显的纵向涡,后部有明显的横向流动。在所研究的Re范围内,三角翼翅片的传热能力增大70%～80%,综合性能提高19%～38%。同时,平均场协同角减小,这说明三角翼纵向涡发生器改善了温度场和速度场的协同性,从而提高了翅片的传热性能。     

板壳式换热器板片流动与传热性能的数值模拟

针对板壳式换热器的人字形板片建立了单流道物理模型,并利用数值模拟软件分析了其重要结构参数波纹夹角的变化引起的模型流场、速度场和温度场的变化情况,以及对其传热性能的影响。结果显示:换热板片波纹夹角的变化使得流体的流动状态发生了变化,随着波纹夹角的增大,流体的流态由十字交叉流逐渐转变为曲折流。随着波纹角度的增大,流体的扰动程度加强,湍流程度提高,与此同时,努塞尔数和传热因子增大,传热性能增强。模拟结果表明波纹夹角对板壳式换热器流动和传热性能具有较大的影响,可以成为板壳式换热器优化设计的一个重要方向。     

波节管管内流动传热特性的三维数值模拟

利用Fluent三维数值模拟的方法,以水为介质,研究波节管管内流动传热特性,并进行场协同分析。结果表明:波节管波纹段内强回流区的存在,使其管内扰动明显,管内流动与传热特性都呈周期性规律变化,与外界换热效果良好。经计算,在入口流速为2m/s时,波节管的纵截面平均场协同数为0.347,场协同角为69.69°。     

换热器入口集流室中流体流动状况的数值模拟

本利用作提出了改进ＳＩＭＰＬＥ算法，在２维紊流条件下，以实际的换热器芯体作为入口集流室的阻力部件来定义出口条件，采用贴体正交曲线坐标网格，对３种典型的换热器入口集流室进行了流数值模拟，并进行了必要的实验验证，结果显示了流动的不均匀和不稳定性，为设计合理的换热器入口集流室的结构提供了方向。     

板壳式换热器传热与流动特性研究

对圆形板片板壳式换热器内的传热流动特性进行了数值模拟及实验研究。采用SOLIDWORKS软件对单个流道进行了无简化、全尺度的实体建模,采用ICEM软件进行了网格划分,采用FLUENT软件进行求解,并通过中试规模的水—水传热实验来验证模拟结果。实验样机采用与数值模拟几何结构完全相同的板片,板片数目122片。通过对比发现,在雷诺数Re为200-7 000的范围内,数值模拟结果与实验结果误差在15%以内。模拟结果可以作为该类产品工业应用中设计选型及优化的依据。     

空冷凝汽器椭圆翅片椭圆管束外空气的流动与传热特性

研究空冷凝汽器椭圆翅片椭圆管管束外空气的流动与传热特性,对火电站空冷岛的设计与运行具有重要意义.通过CFD模拟,获得了椭圆翅片椭圆管管束外冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷凝汽器冷却空气对流换热平均Nu和摩擦系数f随Re的变化规律,并采用最小二乘法拟合得到了相应的关联式.结果表明:随冷却空气流动Re的增大,Nu增大,f减小.     

板壳式换热器流固耦合换热的数值模拟

以型号为IPS24的波纹板壳式换热器为研究对象,应用CFD软件ANSYS FLUENT16.0进行流体流动及耦合换热的数值模拟。结果表明:人字形波纹板结构对板壳式换热器传热性能有显著的增强,且能够有效地防止结垢;随着入口流速的增加,总对流传热系数增加,但也会导致压力损失增加,在流速为1.0 m/s时总传热系数达到1 519 W/(m~2·K),冷、热流体进出口压降也分别高达81.2和83.1 kPa。     

蓄热式管壳换热器传热特性研究

针对热电联产机组供热期发电负荷受供热量限制,机组调峰能力下降、电力系统弃风弃光现象严重的问题,设计了一种新型蓄热式管壳换热器.利用相变材料蓄/放热过程中温度接近恒定、释放潜热量大等优点,选取石蜡为相交材料,换热器相交区作为换热单元,采用控制变量法,针对传热流体流速、相变材料导热系数及相变层厚度等关键因素,对换热单元的蓄...     

圆管内间隔插入交叉半椭圆片传热与流动的数值模拟

为了改善粘性流体在换热管内的流动传热性能,以水为工质,在管内有间隔地插入交叉半椭圆片,建立了相应的物理和数学模型,并对其传热与流动特性进行了数值模拟,同时与光滑管传热性能进行对比。研究结果表明:在圆管内插入交叉半椭圆片可以有效的提高综合传热性能,其综合性能评价因子PEC在1.1-1.95之间。     

波节管流动和换热性能的数值模拟及试验研究

利用数值模拟方法考察了波节管的管内流动及传热性能,研究了不同的流体入口速度以及结构尺寸对波节管流动和传热性能的影响,结果表明,在湍流范围内,波节管的管内平均努赛尔数达到相同条件下直管的1.86～2.17倍,且波节管的最佳强化效果均出现在Re为15000附近,此外通过与波节管换热器试验测试数据的比较,进一步验证了模拟结果的有效性和可靠性.     

电机冷却用翅管换热器传热和阻力特性研究

研究了一种电机冷却用新型翅片开孔结构换热器的性能,对三种结构的翅片管换热器进行了换热和阻力性能测试,新型翅片换热器结构为翅片间距2.1 mm且翅片上具有开孔结构,对照组换热器分别为翅片间距2.1 mm无开孔换热器和翅片间距2.3 mm无开孔换热器。试验结果表明,相同Re数下,该种具有开孔结构换热器在所有换热器中换热性能最好,较2.1 mm无孔提升38%～39%,但同时压降损失也最大,较2.1 mm无孔提升41.9%～42.9%。采用j/f评价综合性能,结果显示,Re>6700时,新型翅片换热器性能优于同翅片间距无开孔换热器。文章还对这三种结构翅片管换热器进行了传热和阻力关联式拟合,可为相关理论研究和工程选用提供参考。     

波纹翅片管换热器空气侧传热与流动特性的数值研究

应用三维数值模拟的方法对1～5排波纹翅片管换热器空气侧传热与流动特性进行了研究,并通过实验验证了模型的可靠性。得出了不同Re数下管排数、管径尺寸与换热系数及空气侧压降的关系。利用场协同原理对不同Re数下空气侧换热特性进行了分析,即从流场和温度场相互配合的角度审视对流换热机制。     

圆形基管位置对于H型椭圆管翅片管束传热和流动特性影响

基于FLUENT软件,采用RNG k-ε湍流模型对H型椭圆翅片管束的传热与流动进行数值模拟,分析圆形基管位置对H型椭圆翅片管束的传热和流动的影响。结果表明:圆形基管位置往后移,翅片管束Nu减小,圆形基管处于第一排时,管束传热明显优于后三排位置,其Nu相较于第四排B4型翅片管束的Nu高16%,全椭圆基管A型翅片管束的Nu高15%。圆形基管位置后移,翅片管束f越小,但差别较小。在综合热力性能方面,圆形基管处于第一排时,管束表现最优。