汽液两相涡流管特性的实验研究

在文献（１）所介绍的汽液两相涡流管试验台上进行了大量空气－水两相流模拟试验，结果表明，两相涡流管同样存在冷热效应，而压比和冷流气体分量是影响汽液两相涡流管汽液分离特性的主要参数，两相涡流管的热端管管长对液体分离效率影响不大。     

螺旋槽锯齿翅片管在空调机冷凝器上的应用

螺旋槽锯齿翅片管是一种新型高效冷凝换热管。试验表明，在额定工况下，以R22为制冷剂，螺旋槽锯齿翅片管冷凝器与通常使用的低肋管冷凝器相比具有较高的冷凝换热性能，在换热面积减少30％的情况下，空调机的制冷量增加3．3％，能效比提高6．9％。     

高效传热冷凝器对提高空调机性能的试验研究

对于水冷空调机的冷凝器，采用螺旋槽锯齿管为换热管，壳程采用折流杆支撑结构，可以大大提高冷凝器的换热性能。试验表明，在额定工况下，以B22为制冷剂，与常规低肋管冷凝器相比，在换热面积减少约37.5％的情况下，空调机的制冷量增加3．7％，能效比提高8．5％。     

水平微细圆管内R290流动沸腾流态可视化研究

本文对水平微细圆管内R290流动沸腾的流态进行了可视化研究，分析不同管径下流动沸腾换热主要流态形式及影响因素，基于理论流态图对比分析流态转变规律。实验工况：热流密度1～70 kW/m²,质量流率50～1 020 kg/(m²·s),饱和温度-10～25℃,管径1～3 mm,干度0～1。实验中共观察到8种R290微细通道内流动沸腾换热流态，其中间歇流和波状流为3 mm管的主要换热流态，弹状流和环状为1 mm管的主要换热流态；实测流态图中3 mm管的泡状流、混状流，2 mm管的泡状流，1 mm管的弹状流与D&W流态转变准则较为吻合，而2 mm管和1 mm管的离散流区域匹配性较差；管径的变化对流态有重要影响，随着管径的减小，气泡形状、流态形式、流态分布及流态转变曲线均发生变化，管径微尺度效应出现。     

一种自动清洗式传热强化新元件 ——旋流口椭圆齿平带

针对斜齿螺旋扭带的制造困难,提出了一种自动清洗式传热强化新元件--旋流口椭圆齿平带,每个椭圆齿都是使平带自转的流体动力结构元素,平带两侧的旋流口使管内的部分液体形成螺旋线流,因而具有近似斜齿螺旋扭带那样能够在较低流速下自转、实现管内污垢在线自动清洗的性能。同时流体经过椭圆齿后产生的大量涡流、管内部分液体转变成的螺旋线流以及螺旋线流与轴向流线不断交错混合等三方面的综合作用,使管内对流传热得到强化。对椭圆齿的齿距、斜角和旋流口三个因素进行了试验研究,结果表明：旋流口椭圆齿平带在管内流速为0.5 m/s左右就能可靠旋转运行;相对于光滑螺旋扭带,旋流口椭圆齿平带的管内侧传热系数可提高171％;其在管内流速为0.625 m/s时的流体阻力为3.25 kPa/m,流体阻力在一般工程许可的范围内。因此,旋流口椭圆齿平带具有良好的综合性能,并且又容易制造,具有较高的工程应用价值。     

螺旋槽管性能评价准则

螺旋槽管对强化管的强化换热性能影响有换热和流动两个方面,为了综合评价螺旋槽管的性能,结合前人的研究成果推导出了螺旋槽管的性能评价准则,得出了螺旋槽管的性能系数(PEC),并应用评价准则对两组螺旋槽管进行了性能分析。     

汽液两相涡流管试验台的研制

介绍了涡流管国内外的研究现状及汽液两相涡流管研究的意义。提出了汽液两相涡流管的本体结构及实验系统的研制方案。两相涡流管本体结构与单相情形下相比，主要是在热端管上离进口约一个热端管内在处设置液体分离壳。两相涡流管本体结构之前，增设了空气加热器和液体引射器。对研制的两相涡流管试验台进行了初步实验，发现两相涡流管也存在冷热效应，但比单相涡流管要小得多。而热端管的放置方式对两相涡流管的液滴分离效率没有明显影响。还设计加工了以有机玻璃为材质的热端管，实现了两相涡流管的局部可视化。     

螺旋槽管加工的研究

(一)前言螺旋槽管亦称轧槽管,简称 S 管,自1966年美国橡树岭国立实验室 Lawsons 等发表了实验报告后,国内外都进行了广泛深入的研究。华南工学院邓颂九等以及重庆大学程俊国等对其传热机理、流阻计算、优化设计等方面都做了大量甚有成效的工作。螺旋槽管不但可用于无相变流体的管内外传热强化,而且可用于有相变流体的管内、外冷凝强化,管内沸腾强化等。例如华南工学院化机教研室用 n=1,H=8mm,e=0.8mm,φ19×2mm 碳钢螺旋槽管与光滑管作了气——水型试验,在 Pr=0.692～5,Re=20,     

肋片形式对Hampson型换热器流动换热特性影响

微型Hampson节流制冷机广泛应用于电子器件冷却,其换热器效率对制冷机的性能有着决定性作用.采用真实氩气物性参数,对Hampson型螺旋肋片管换热器进行了稳态三维数值模拟研究,研究了环形、螺旋形、锯齿螺旋形、扭曲锯齿螺旋形四种肋片形式的肋片管换热器的流动换热性能.结果表明:相较于螺旋形肋片,扭曲锯齿形肋片能显著提高近...     

螺旋槽管直管和盘旋螺旋槽管的换热性能比较

螺旋槽管是一种优良的双面强化换热管,目前国内外的研究主要集中于单头螺旋槽管的研究。采用数值模拟的方法分别研究了六头螺旋槽管直管和盘旋螺旋槽管内的换热性能。基于简化了的截面形状采用UG和Gambit对上述两类管分别进行了物理造型,并以Fluent6.3为计算工具采用realizablek-ε湍流模型对两者分别进行了数值计算并对模拟结果进行了分析和比较。     

螺旋槽式牵引泵过渡流态抽气特性的直接蒙特卡洛模拟

为研究螺旋槽式牵引分子泵(DMP)过渡流态下的抽气特性,采用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法对抽气通道内的流动规律进行了数值模拟.通过数值模拟,考察了抽气通道几何参数:入口、出口槽深,槽长,螺旋升角以及螺旋槽数量与泵抽气特性参数:传输几率的关系.模拟结果表明:增加抽气通道入口槽深可提高泵的抽速;出口槽深、螺旋倾角均存在最佳值,可获得大的抽速和压缩比;延长槽长、增加槽数对抽速影响不大,可以提高压缩比.本文的研究结果表明,直接模拟蒙特卡罗方法可以较好地模拟牵引分子泵三维抽气通道内过渡流态的流动特性,可用于优化设计抽气通道几何参数,提高牵引分子泵的抽气性能.     

不同构型的螺旋槽底动压气体止推轴承性能的比较分析研究EI北大核心CSCD

基于螺旋槽动压气体止推轴承的承载原理,利用台阶流原理,为进一步优化轴承特性,增加轴承的承载力和支撑刚度。改进了两种凸、凹槽型结构与平底螺旋槽动压气体止推轴承进行比较,通过采用CFD软件对计算区域进行数值模拟,用理想气体作为试验气体,分析比较了三种不同槽底气体轴承的气膜压力、径向速度、气膜切向力、承载力、摩擦阻力与摩擦功耗。结果显示凸型槽底轴承的承载力随着转速提升的增大程度要大于其他两种槽型,摩擦力、摩擦因数与摩擦功耗也远大于其他两种槽型。     

单相液体微槽散热研究进展

对单相液体微槽散热技术研究的三个主要方面:流体流动和传热特性研究、影响因素研究、系统匹配与优化研究进行了回顾与综述.这三方面密切相关,反映了单相液体微槽散热技术的理论和应用水平.阐述了微槽散热技术未来的发展方向.     

氨冰机折流杆冷凝器的传热强化研究

本文提出了卧式折流杆螺旋槽管冷凝器的理论和实验研究。通过表面张力控制冷凝模型,导出壳程传热系数计算方程式,同时也建立了亮侧两相流压降计算模型。理论研宄与实验和通过冰机氨冷凝器的工业试验结果明:折流杆冷凝器和传统冷凝器相比,其传热系数提高了0.65～1倍,壳程压降减少了3/4。     

螺旋槽管污垢特性研究

本文介绍了螺旋槽管防垢的性能试验研究，并与光滑管的污垢性能作比较。基于理论及实验结果分析，表明了螺旋槽管（ＳＧＴ管）的污垢热阻仅约为普通光滑管（ＰＴ管）的５２％￣７１％。其“热阻－时间”曲线与Ｋｅｒｎ和Ｓｅａｔｏｎ所提出的“渐近线型”污垢曲线机理相等。本文所获污垢曲线的结果，可用于预测在类似情况下的污垢情况和防垢情况。     

不同强化管传热特性的数值模拟与实验研究

对横纹槽管、缩放管和螺旋槽管在夹套间进行了传热特性实验,研究了传热效率指标随雷诺数的变化规律.运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对夹套间流体流动传热进行了数值模拟,并将模拟结果与实验结果进行对比.从场协同的角度研究了速度场与温度场夹角对传热膜系数的影响.     

用于风电钢塔筒的加劲钢管压弯性能试验研究

薄壁圆钢管广泛应用于风电机组锥筒型钢塔筒中，其在径厚比较大时易出现局部失稳，进而导致塔筒承载能力下降。该文提出了一种可用于风电钢塔筒的纵向加劲钢圆钢管结构形式，并进行了6个试件的压弯加载试验，以研究加劲肋形式及径厚比大小对加劲圆钢管压弯性能的影响。试验结果表明：在相同用钢量下，加劲肋有效改善了钢管的局部屈曲，改变了结构的破坏形态，增大了钢管的塑性发展程度，从而提升了钢管的承载力及延性，其中T型加劲肋的增强效果更为明显。并将试验模型与有限元建模进行对照，互相验证了准确性。最后使用现有设计标准对试验结果进行了初步评估，无加劲肋试件与各设计标准吻合良好，但现有计算方法低估了加劲试件的承载力。     

基于Fluent分析大口径涡流管节流效果北大核心CSCD

为了验证涡流管节流效果,建立物理模型,采用理想气体甲烷为计算工质,基于Fluent模拟得到流场内物性参数变化规律。分析发现:冷流率0.5时,甲烷(298 K、12 MPa)在涡流管中高速旋转流动,外旋气体紧贴管壁流至热端出口,温度上升至303 K,内旋气体围绕轴心流至冷端出口,温度下降为293 K;外旋高温气体包裹内旋低温气体流动,可有效缓解管壁结晶,避免气体冻堵问题;轴向位置产生压力滞止点和速度方向折点,沿流动方向,内外旋流气体存在能量损耗,造成压力和速度均减小。节流区间3 MPa左右,忽略传热损失,涡流管合流后气体温降区间几乎为0 K,而节流阀温降区间为9.8 K。组建以节流阀和涡流管为关键设备的节流降压工艺流程对比发现:涡流管能量分离效应优于节流阀节流效应,不仅缩小气体温降区间,而且节流效果明显,在实际应用中可简化输气站节流工艺流程,降低投资和运行成本。     

矩形螺旋槽真空动密封研究

螺旋槽真空动密封是近年来国际上真空密封研究课题之一。它的主要优点是密封偶 件之间无接触；功耗少；结构简单，在高温、高速、深冷、腐蚀以及超细微粉和带有颗粒的液体等苛刻的真空条件下能正常工作，因此这种真空密封技术受到了人们的关注。国外一些学者对液体和粘性条件Ｆ的气体的螺旋槽密封研究较多，而对稀薄气体的真空密封研究较少，特别是螺旋槽本身相对轴套运动的密封理论研究到目前为止还未曾有人报导过、本文依据稀薄气体动力学理论，对矩形槽内的输运状态进行了数学描述，建立了螺旋槽的几何形状与密封系数之间的关系函数．按照新的密封系数可以恰当评价真空密封的程度，文中给出了最佳几何参量的选择范围。     

整流器对涡流管能量分离性能影响的研究

设计加工了不同叶片角度的导流叶片形涡流管整流器。搭建了涡流管性能研究实验台。对整流器及其叶片角度对涡流管能量分离性能的影响，整流器对涡流管的长径比的影响进行了实验研究，并将白行设计加工的带有上述整流器的涡流管与ARTX公司生产的同类型涡流管进行了对比实验。实验结果表明：在涡流管末端加装上述整流器后，在冷流率为50％～80％时，涡流管的单位制冷量比不装整流器的涡流管提高了12％～44％；在实验研究的角度范围内，冷流率小于70％时，整流器叶片角度越大，制冷效果越好；加装整流器后，将涡流管的长径比由10．8降低到4．6，并且保持制冷效应不变；上述带整流器的涡流管在冷流率大于60％时，其制冷效应好于ARTX公司的同类型涡流管。