应用遗传算法优化设计微型燃气轮机原表面换热器

提出将热力性能设计与遗传算法搜索过程相结合的方法.对适用于100 kW微型燃气轮机的人字形交错波纹板式原表面换热器进行结构优化,分别以重量最轻和换热紧凑度/重量最大作为目标函数,把换热器芯体外形尺寸和换热表面结构尺寸作为待寻求最佳值的优化变量进行优化.遗传算法程序采用二进制编码,锦标赛选择,均匀交叉和单点变异,并采用基...     

含尘烟气在波纹板换热面上流动积灰换热数值模拟研究

含尘烟气在换热器表面积灰,会降低换热器传热性能,增加流动阻力,并会造成换热器表面腐蚀。通过对含尘烟气流过波纹板换热面研究,建立数学模型,采用数值模拟方法,分析了不同流速、不同含尘粒径及浓度的烟气流过波纹板换热表面的沉积、换热与阻力特性。研究结果表明:含尘烟气在波纹板换热面上流动时,不同粒径尘粒的沉积速率不同,尘粒的沉积速率在圆凸表面的迎风侧比背风侧高,尘粒沉积率随流速的增加而降低。为含尘烟气换热设备研发设计与烟气余热利用提供参考。     

低熔点四元硝酸盐圆管内受迫对流换热特性CSCD

为了验证经典对流换热关联式对于新型的低熔点四元硝酸盐的适用性,该文研究了不同工况下低熔点四元混合硝酸盐在套管式换热器内的受迫对流换热特性。通过套管式换热器内管中的熔盐与壳侧的导热油的换热实验,测量得到熔盐与导热油在套管式换热器实验段的进出口温度,并获得了熔盐与导热油的总传热系数。通过威尔逊分离法从总传热系数中分离得到熔盐侧的对流换热系数,从而研究圆管中熔盐的对流换热特性。结果表明:该低熔点四元盐在研究的充分发展紊流区域内,其雷诺数在1×10~4~5×10~4之间,普朗特数在4.9~15.5之间,熔盐和导热油的总换热系数在670~1300 W/(m^2·K)之间,熔盐侧的对流换热系数在2900~7800 W/(m^2·K)之间变化。根据实验数据拟合得出了低熔点四元盐在圆管中紊流段的对流换热关联式。将实验数据与经典的对流关联式比较发现,经典关联式仍然适用于低熔点四元混合硝酸盐的管内对流换热。该研究为熔融盐在太阳能热发电中的实际应用提供了参考数据。     

水平单管内换热实验研究

利用隔膜泵作为系统动力输出源,搭建了单管内传热和流动测试实验台,对制冷剂R22在水平单管内的换热性能进行了实验研究,考察了不同蒸发温度和不同冷凝温度对总传热系数、制冷剂表面换热系数和管内压降的影响.实验结果表明:总传热系数和制冷剂表面换热系数均随着蒸发温度和冷凝温度的上升而增大;管内压降随着蒸发温度的上升而减小,随着冷凝温度的上升而增大;对于同一根实验管,在相同的冷却水流量和制冷剂质量流量下,最佳蒸发工况为10℃;冷凝实验中,总传热系数和制冷剂表面换热系数在40℃时高于其他两种冷凝温度时的值,但35℃冷凝时,管内压降高于其他两种工况.     

碳纤维换热器换热性能实验研究

为了解决烟气余热利用中换热器低温露点腐蚀问题,提出了一种新型碳纤维换热器。并以碳钢换热器作为对比进行了实验,实验测量了碳纤维、碳钢两种材料换热管的导热系数;利用烟风换热实验监测系统动态模拟火力发电厂锅炉尾部烟道换热器换热过程,在相同工况下实验测试了两种材料换热器的换热性能。结果表明:本实验所用碳纤维换热管导热系数大于碳钢换热管;碳纤维换热器整体换热性能弱于碳钢换热器,原因是为防止碳纤维换热器渗水,外表面涂敷了一定厚度的树脂材料,导致碳纤维换热器整体换热性能下降。     

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。     

地热井下换热器传热性能的实验模拟研究

对基于井下换热器的模拟装置进行实验研究.井下换热器为U型铜管,采用装有35mm玻璃珠的方形箱体模拟渗透性含水层.通过改变U型管和井筒的几何参数实现不同尺寸的井、管配合,研究了U型管换热器入口水温、流量、含水层渗流速度等参数对井下换热器热输出的影响,得到了包括以上因素的井下换热器传热实验关联式.结果表明:与渗流速度相比,含水层热储与U管入口之间的温差是影响热输出的主要因素;热输出总量与该温差并非为线性关系,两支管外侧的平均对流换热系数在中等温差下达到最大值,而增加U型管内水流速可进一步提高外侧表面平均传热系数.     

一种测试蓄热型波纹板流动传热特性的实验方法

通过实验方法准确而全面的测试得到蓄热型波纹板流动和传热性能,对于开发和设计紧凑换热器具有重要意义。瞬态实验方法可以求得蓄热型波纹板时间和空间上的平均传热系数,也即当量传热系数。单吹技术是一种应用单一流体的相对简单的瞬态实验方法,考虑蓄热型波纹板通道内波形板和定位板与空气层传热接触面积不同,拓展了单吹技术数学模型,并建立了相应的计算程序。将现有单吹实验装置中冷、热风进口分离开来,避免冷风流经加热装置,有效提高现有单吹实验装置的综合效率。测得DU-K(double corrugated-kaier,DU-K)波纹板的流动传热特性与Re拟合曲线,与文献中DU(double corrugated,DU)波纹板进行比较,在Re为1 000~11 000时,其传热特性平均比DU波纹板低17.41%,流动阻力平均比DU波纹板要低55.96%.针对DU-K与DU波纹板几何结构的不同,分析了DU-K综合特性较DU得以改善的原因。     

一种高效紧凑式换热元件的传热与阻力性能分析

介绍了一种蜂窝状换热元件的结构，计算了冷、热流体在换热器小孔中的换热系数、阻力系数及换热器的总传热系数，并将它同其它换热器进行了比较，认为它是一种高效紧凑式换热元件，具有较好的应用前景。     

波纹板强化换热装置中带水膜饱和烟气对流传热的实验研究

为了探讨糖厂的烟气水膜除尘耦合换热技术实施的可行性,建立了带水膜湿烟气与空气之间的换热实验装置,进行带水膜湿烟气的对流传热实验研究。在该换热装置中,烟气在矩形通道中流动并喷入雾化热水,通过换热面加热另一侧的空气,同时,在烟气侧通道安装波纹板强化单元,以强化热质传递。实验确定最佳液气比,通过改变波纹板峰高、波纹段高、段数及烟气流速,研究带水膜饱和烟气的对流传热系数。结果表明:饱和烟气对空气的换热量显著;最佳液气比为3.3~4.2 L/m~3;烟气流速和波纹板添加段数的增加显著增大对流传热系数。回归了最佳液气比下的传热准则关联式。