换热器计算方法讨论

该文介绍在换热器内冷热流体出口温度未知条件下，利用对数平均温差法求换热器的换热量及冷热流体出口温度的方法。图２     

颗粒帘换热单元的稳态换热特性研究

提出了一种全新的颗粒帘换热器的概念及基于其换热单元的空气预热器(空预器)概念,并在固体与气力快速热平衡的假定条件下构建了换热计算数学模型,研究了各工况下热颗粒-冷气流及冷颗粒-热气流的换热特性及规律。结果发现:颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间能够实现深度换热,换热效果明显。基于颗粒帘的气固两相换热器技术是空预器及各种工业尾气余热回收技术的重要发展方向。     

发夹式换热器大温差启动研究

简要介绍了发夹式换热器工作原理及结构优势,在高温高压工况条件下,冷热流体进行大温差换热,通过数值模拟研究冷态启动过程中:管内空置时,壳侧为注满低温热流体状态,高温热流体以小流量缓慢注入换热器内与低温热流体混合,研究壳侧流量对壳侧温升速率的影响;当壳侧温度达到需要高温时,管侧进入冷流体,模拟冷流体温升变化与流量的关系;强度方面通过对换热管及管板进行防冲击热应力分析,对管板以及整个换热器承受温差冲击时进行设备安全性评估;最终保证换热器在大温差情况下的启动安全性。     

基于MATLAB的管壳式换热器换热特性仿真

以电站中常见的管壳式换热器为研究对象,并对其进行了数学建模。利用MATLAB软件中提供的SIMULINK组件,对换热器的动态特性进行模拟。根据模拟结果,得出了冷物流和热物流的进口温度出现不同的阶跃扰动时,冷热物流出口温度的变化曲线,从而达到预先判断设备运行状态和控制性能的目的。     

超临界压力下二氧化碳在套管换热器内传热特性数值模拟

在超临界二氧化碳布雷顿循环等热质循环输运过程中，存在超临界压力下冷热2股二氧化碳间的流动传热过程，其传热特性是影响相应系统性能的关键。本文以套管换热器为原型，对超临界压力下的冷热二氧化碳间的传热特性开展了数值模拟研究，分析了热流体入口温度、冷热流体入口流量对于传热特性的影响和周向的传热特性分布。结果表明:随着热流体入口温度的变化，热侧和冷侧的局部换热系数产生相应的变化和波动，同时冷侧局部换热系数在主流温度接近拟临界温度时，会出现明显的传热强化现象；另外，热侧二氧化碳质量流量的上升，会使得热侧换热系数提高，冷侧换热系数峰值减小且向冷流体入口处移动，而随着冷侧质量流量的上升，冷侧换热系数峰值增大且向冷流体出口处移动。这是由于套管换热器为水平布置，传热特性在周向上产生了明显的不均匀现象，其与流体密度变化在重力作用下的局部湍流效应增强和削弱有关。本研究对新型二氧化碳布雷顿循环等热质循环输运过程的开发和设计具有指导意义。     

全钒液流电池热动力学建模及换热效率分析

VRB系统在实际应用中为了更好地控制温度,需要安装强制冷却装置如换热器,但现有研究集中在无附加设备的独立VRB系统的动态热建模,带有换热器VRB系统的热力学并未得到充分研究。运用热力学理论,依据钒电池的热力学属性,通过Matlab/Simulink搭建VRB电堆热力学模型;将传热单元数(NTU)、功率、冷热流体的实际温度与传热有效度建立函数关系,分析了换热器在一定的换热系数条件下换热器效率的最优值,从而实现对电堆温度更好地控制,为电堆的实际运用提供了理论参考。     

关中地区中深层同轴套管换热器换热能力及提升措施研究

同轴套管换热器是实现中深层地热能井下高效取热技术之一,其换热能力对地热系统的可持续开发至关重要。以关中地区为例,考虑地层不均匀性建立中深层地热井同轴套管传热计算模型,研究注入温度、注入流量、埋管深度等因素对其取热性能的影响,探讨间歇开采工况下注入温度和注入流量对热储层温度恢复的影响。结果表明:随着注入流量增加,出口流体温度下降,但整个系统的取热功率提高;当注入温度较高时,可有效提高出口流体温度,但系统取热功率降幅较大;随着地层深度增加,出口流体温度和取热功率逐渐上升;减小内管管径,增加外管管径,可有效提高出口流体温度和取热功率;热储层温度恢复能力随注入流量和注入温度的升高而提高;通过降低内管导热系数或选用双内管结构可以降低内管流体沿程温度损失,提高系统的出口流体温度。     

换热器的效率分析

以热力学第二定律为基础,对换热器的４种火用效率进行了分析,讨论了冷热流体热容量率比Ｒ、传热单元数Ｎｔｕ和换热流型对换热器各种火用效率的影响。本文结果为工程上各种换热器的热力学性能分析和评价提供参考。     

微通道换热器

本发明公开了一种微通道换热器,包括流体通道,所述流体通道的一端成型有工作流体入口和制冷工质出口;另一端成型有工作流体流出口和制冷工质入口,所述流体通道内设有换热段,所述换热段由多个相互平行的制冷工质通道与工作流体通道交替设置实现换热,所述制冷工质通道与工作流体通道成型于叠置结合连接的金属板之间,相邻金属板至少一个侧面上交替成型有制冷工质凹槽以及工作流体凹槽,所述金属板叠置结合连接后,冷工质凹槽以及工作流体凹槽分别形成所述制冷工质通道与工作流体通道。该微通道换热器通过多个同样结构的金属板相互叠置结合连接而成,相比于现有微通道换热器,本发明的换热器更适于批量生产,成本大大降低。     

空气及温度分布不均匀对空冷换热器性能的影响

本文讨论了交叉型空冷热器在冷热流体不混流的情况下，流入空气的不均匀性及温度分布不均匀对换性能的影响，讨论训也考虑了换热器中各管排的性能因素，管排性能因素既可能是翅片间距或共它几何因素，也可能是湍流的空气流经管排时，管排受其影响而显示出不同的热性能，比较而言，多排管中下游管排比空气进口咱管排受不均匀流影响更大，因为不速度分布不瓣空气流经一排换热管后，其温度分布也变得不均匀，这种温度不均匀性随空气流经     

非对称紧凑式换热器内超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性研究

超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一，系统通过中间换热器传递热量，其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金（LBE）物理性质和热输运性质差异显著，对称式结构无法匹配两侧工质的换热要求，构建了1种非对称式紧凑式耦合换热器，采用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性。结果表明：提升冷侧流体入口速度会显著增强换热；增加热侧LBE入口速度时，总换热系数先降低后增加；提升换热器冷热流体入口温度，换热器的换热系数先减小后增大，存在最优值；在拟临界区内，强浮力作用会大幅提升冷侧换热，而加速效应则抑制换热。     

热管换热器优化设计方法探讨

用于工业余热回收的气—气型热管换热器以其独特的优点正在得到广泛应用,其优化设计方法也引起人们的重视。本文从经济角度出发,提出以经济收益s最大为目标,以价格系数y为目标函数,将换热器设计中经常遇到的热流体出口温度给定和不定两种情况归纳为一类问题,并采用混合罚函数结合坐标轮换法,建立了气—气型热管换热器的优化设计软件,该软件可针对具体约束条件求最优解。     

逆流换热器传递系数分析

在考虑管壁壁厚热阻和管壁污垢影响的情况下,导出了逆流换热器高低温流体的温度分布和管壁温度分布计算式。在考虑传热过程有压降的情况下,导出了逆流换热器的高低温流体的局部传递系数。计算式中体现出了两者内在的耦合关系,通过分析传递系数得出换热器的损分布,为确定合理的运行参数以及优化结构参数提供参考。     

逆流换热器[火用]传递系数分析

在考虑管壁壁厚热阻和管壁污垢影响的情况下,导出了逆流换热器高低温流体的温度分布和管壁温度分布计算式.在考虑传热过程有压降的情况下,导出了逆流换热器的高低温流体的局部炯传递系数.计算式中体现出了两者内在的耦合关系,通过分析(火用)传递系数得出换热器的堋损分布,为确定合理的运行参数以及优化结构参数提供参考.     

基于智能控制技术的换热器控制系统研究

由于换热器广泛应用于建筑工程领域及工业过程当中,其出口介质温度的有效控制是保证质量、节能和安全生产的重要条件,因此换热器出口水温的控制是过程控制中的重要课题.对换热器出口水温控制器的主要环节做了改进,提出了基于自调整加权因子的智能积分模糊控制器,并加入了Smith预估控制技术.通过仿真试验证明,控制系统成功地实现了换热器出口水温的控制,并取得了良好的动静态特性.     

电站锅炉烟气余热利用方案优化

为了确定电站锅炉烟气余热利用最佳方案,基于能量梯级利用的原则,先根据冷热流体的温度分布情况,将余热利用系统理想化为多个温度匹配的换热器组成的换热网络,再根据系统结构和能量与质量守恒确定优化变量和约束条件,最后以发电功率增加最大为优化目标建立数学优化模型,运用fmincon函数计算出优化结果。以某超超临界1 000 MW机组为例,优化后得出采用多个换热器的理想余热回收方案,其发电功率的增加达到22.34 MW。再根据工程需要简化为工程可用方案。与已有的余热利用方案相比,本文通过优化提出的简化工程方案系统简单,节能效果更好,供电煤耗率下降了5.05 g/(kW·h)。     

利用诺模图快速地检验冷油器的性能

管壳式换热器的应用范围是很大的,如流程工业和热电厂中的冷油器可以在油和水流体以及这些流体的入口温度变化很大的条件下工作。在这些变化的条件下,没有一种能估算出冷油器工作性能的简单方法。换热器的热平衡可以用下式表达:     

新型平板热管相变蓄热器蓄放热性能分析

采用石蜡作为蓄热换热介质,将新型平板热管作为换热元件以强化换热,并在平板热管两侧平面添加纵向翅片,设计了一套热管式相变储热换热器实验装置,对相变蓄热换热器的蓄、放热特性进行了实验研究。测定了石蜡的温度分布随时间变化的规律;改变充、放热流体工况,分析了不同流量和流体温度对蓄放热过程的影响。通过分析发现,新型平板微热管阵列在相变蓄热器的蓄放热过程很好地发挥了强化传热元件的作用,蓄热过程中,传热流体温度越高,相变材料的熔化速率也越大;放热过程中,相同的流体温度下,随着流体流速的增大,蓄热器的放热速率逐渐增加。实验结果表明,新型平板热管蓄热器蓄放热效果良好。     

跨临界CO_2汽车空调系统的有效能分析

文通过数值计算,对跨临界CO2汽车空调系统进行了有效能分析,计算讨论了在不同的内部换热器高压侧流体出口温度,以及不同的压缩机吸气过热度的情况下,系统的制冷系数(COP)、单位有效能损失与有效能效率随着高压侧压力变化的情况;同时还分析了在不同的蒸发压力下,系统有效能效率随着高压侧压力的变化情况。     

跨临界CO2汽车空调系统的有效能分析

本文通过数值计算，对跨临界CO2汽车空调系统进行了有效能分析，计算讨论了在不同的内部换热器高压侧流体出口温度，以及不同的压缩机吸气过热度的情况下，系统的制冷系数(COP)、单位有效能损失与有效能效率随着高压侧压力变化的情况；同时还分析了在不同的蒸发压力下，系统有效能效率随着高压侧压力的变化情况。