钛波槽管垂直管外凝结换热的实验研究

对钛波槽管进行了垂直管外凝结换热的实验研究通过实验得出结论：钛波槽管具有良好的强化传热效果;在实验范围内,最佳钛波槽管的总传热系数是钛光管的1．12～1．36倍通过对实验数据的回归分析,得到了管内对流换热、管外凝结换热及流动阻力系数的实验关联式     

钛螺纹槽管传热及流动阻力的实验研究

介绍了钛螺纹槽管传热及流动阻力的实验结果，并对结果进行了分析。根据大量实验数据，得到了计算对流换热系数、冷凝换热系数及阻力系数的经验关联式。实验结果表明，钛螺纹槽管是实现冷凝器小型化较为理想的强化管管型。     

多孔壁面管强化大容积沸腾换热特性研究

针对非能动余热换热器大容积沸腾换热工况,采用高温饱和蒸汽作为加热热源,对机械加工多孔壁面管和光管的大容积沸腾换热特性进行实验研究.结果表明,多孔壁面管对大容积沸腾换热具有很好的强化能力,多孔壁面管可使沸腾换热系数较光管提高68%～75%,壁面过热度降低约1.5℃;受管外沸腾和管内凝结之间传热耦合的影响,换热管轴向壁面温...     

采用非能动余热排出系统实验数据对RELAP5程序的评价

利用非能动余热排出系统1∶10原理性实验台架的稳态实验与启动实验数据,对RELAP5/MOD3.2程序进行评估。结果表明：对于本原理性实验系统,RELAP5/MOD3.2程序过低估算了蒸汽流速对蒸汽凝结换热系数的影响,因而,程序中垂直管内的蒸汽凝结换热系数偏小,计算结果与实验结果偏差大。对RELAP5/MOD3.2程序垂直管内蒸汽凝结换热模型进行了修正,修正后的计算结果与实验值基本吻合。评价结果表明：采用RELAP5/MOD3.2程序对该类型的非能动余热排出系统进行计算,需对程序中垂直管内的蒸汽凝结换热模型进行修正。     

钛波槽冷却管的疲劳及静载强度分析

在力学参数测试的基础上,对钛波槽管进行了疲劳强度和静载强度分析;对应力集中部位进行了有限元数值计算.通过分析和计算,得出结论:冷凝器在正常运行条件下,钛波槽管能满足疲劳及静载强度要求;各种载荷引起的应力中,由温度差所产生的热应力比较大.为了使冷凝器更安全,有必要在壳体端部装设膨胀节以减小热应力.在合理设计槽形并具有良好的波槽成型工艺下,用钛波槽管作为冷凝器的冷却管是安全的.     

自然循环条件下竖直管内层流凝结换热特性研究

考虑蒸汽流速的影响,对Nusselt凝结换热模型进行修正,分别采用Nusselt模型和修正模型对自然循环条件下竖直管内层流膜状凝结时的换热特性进行计算并与实验结果比较。研究表明,管内凝结换热受蒸汽流速的影响不能忽略,蒸汽对液膜的剪切作用使液膜减薄,冷凝换热系数增大。由于修正模型合理地考虑了界面剪切力的影响,计算结果与实验相符。     

蒸汽射流凝结换热系数计算的一种新方法

基于蒸汽射流凝结的分析模型和压力振荡主频的计算公式,提出通过汽羽穿透长度将平均凝结换热系数和压力振荡主频联系起来,得到一种新的平均凝结换热系数的计算方法。通过实验得到不同蒸汽质量流率和水温下的压力振荡主频,根据本实验得到的主频和先前学者的实验值计算得到的平均凝结换热系数在1.71~2.93 MW/m~2·℃之间,换热系数出现了随着蒸汽质量流率的增大变化很小,随水温的增大略有增大而后减小的趋势。     

窄通道中过冷沸腾汽-液界面凝结换热系数

采用高速摄像仪以5 000 fps的拍摄速度对竖直矩形窄缝流道内过冷沸腾的汽泡凝结过程进行可视化研究,结合相应的理论分析,并考虑对流换热以及热边界层增厚对凝结换热的影响,得到了无量纲汽泡直径β和界面凝结换热努塞尔特数Nu及其影响因素之间的关系式.与实验数据比较,预测误差在±25%以内.     

单头螺纹槽管管内紊流对流换热

以水为工质，进行了适合于船舶换热器使用的螺纹槽管管内紊流对流换热和阻力特性的实验研究，同时还讨论了旋流对换热的影响以及影响旋流强度和强化换热效果的因素，分析了变物性对螺纹槽管阻力特性的影响。     

单头螺旋槽管管内紊流对流换热

以水为工质，进行了适合船舶换热器使用的螺纹槽管管内紊流对流换热和阻力特性的实验研究，同时还讨论了旋流对换热的影响以及影响旋流强度和强化换热效果的因素，分析了变物性对螺旋纹槽管阻力特性的影响。     

水平管内蒸汽冷凝局部换热特性实验研究

以水蒸气为工质,实验研究了水平管内纯蒸汽冷凝的局部换热特性。实验选取换热管内径为25 mm、换热管进口压力为0.15~0.4 MPa、局部蒸汽的Re=5756~92289,分析了蒸汽压力及流速、壁面过冷度对冷凝传热系数的影响,并将采用现有关系式计算的冷凝传热系数与实验结果进行了对比。结果表明：冷凝传热系数随壁面过冷度的增大而减小,随压力的升高和流速的增大而增大;采用现有关系式计算的冷凝传热系数与实验值的偏差较大,关系式有待进一步改进;在实验范围内,由拟合换热关系式计算所得冷凝传热系数与实验结果的相对偏差在15%左右。     

竖直管束外含空气蒸汽冷凝的实验研究

本文对竖直管束及单管的管外冷凝换热进行了实验研究,分析了管壁面过冷度、混合气体压力和不凝性气体含量对管束外冷凝传热性能的影响,对比了管束与单管的传热特性,给出了管束外冷凝传热系数的计算关联式。研究结果表明,管束的平均冷凝传热系数随过冷度的增大而减小,随混合气体压力的增大而增大,随不凝性气体质量分数的增加而减小。在混合气体高压力、低不凝性气体含量时管束的传热效果明显优于单管。关联式计算值与实验值误差范围小于±10%。     

同心环形管内沸腾两相流动与传热实验研究

对窄缝为2．1mm的同心环形管,试验研究了外管加热条件下水的沸腾两相流动阻力与传热特性,得到了以下结果：窄缝环形管内两相流动的阻力较普通圆管内大,沸腾换热得到了较明显的强化,换热系数弓压力、热平衡干度、工质流量、加热负荷均有关系,且与缝隙宽度和加热方式有关;提出了环形管强化传热的微液膜蒸发机理与汽泡扰动机理的物理解释;得到了环形管内流动摩擦阻力系数与传热系数的实验关联式。     

管径与倾角对管束外含空气蒸汽冷凝传热影响研究

通过对不同管径和倾角的3×3管束开展管外含空气蒸汽冷凝试验,研究了传热管管径和倾角影响管束外含空气蒸汽冷凝传热的基本规律。结果表明:管径和倾角的影响在不同压力范围内具有明显差异。在压力0.8 MPa以下,冷凝传热系数总体随管径和倾角的减小而增大,管径12 mm、0°倾角传热管的冷凝传热系数较管径19 mm、90°倾角的冷凝传热系数最大可增加29%。在压力0.8 MPa以上,冷凝传热系数随管径的减小而减小,最大可降低18%;随倾角的减小先减小后增大,在约60°倾角时,冷凝传热系数最小。      

针翅管滑油冷却器壳侧传热与阻力性能实验研究

以润滑油为换热介质,对1个光管滑油冷却器和3个采用了针翅管的滑油冷却器实验体进行了对比实验研究。结果表明：在本实验范围内,针翅管滑油冷却器的总传热系数较高,是相同条件下光管滑油冷却器总传热系数的1.4～2倍;不同结构针翅管滑油冷却器的传热与阻力性能差别较大,针翅管结构参数和壳侧流程数目是影响滑油冷却器壳程传热与阻力性能的主要因素。实验范围内,较大的针翅高度有利于油流体的扰动,但不利于针翅管一次传热面处的换热;单流程结构的针翅管滑油冷却器具有较高的传热系数和单位体积换热量,其总体换热性能与阻力性能优于双流程结构的针翅管滑油冷却器。     

管内覆丝网强化对流换热及阻力特性的实验研究

通过实验对管内覆丝网管进行了强迫对流换热和阻力特性研究。结果表明：管内覆丝网使换热明显增强，阻力也相应增长。菱形丝网对角线距离与平行边距离之比对换热效果有决定作用，丝网厚度对换热的影响比较小，而丝网网格的大小对换热几乎没有影响，在相同的泵功率和几何条件下，换热系数最大增加２１％。     

Measurement of heat transfer coefficients for steam condensation on a vertical 21.5-mm-O.D. tube in the presence of air

ABSTRACT

Governing the rate of heat transport by condenser tubes in the passive containment cooling system (PCCS), the steam condensation over a vertical cylinder in the presence of air was investigated experimentally. The main objective of this study was to explore if the condensation heat transfer coefficient relies on the tube dimension, which has been a variable missed in most condensation models or has been embraced without experimental demonstration under phase change environments. The mean heat transfer coefficient was measured in the condensation test facility named JERICHO (JNU Experimental Rig for Investigation of Condensation Heat transfer On tube). The outer diameter of the condenser tube used in this study was set to 21.5 mm. The measured heat transfer coefficients were compared to those obtained from the 40-mm-O.D. tube, and a multiplier to correct the variation of the heat transfer coefficient with the tube diameter was proposed for its application to Lee correlation. The proposed correlation was further validated against another set of experimental data obtained from a separate test facility housing the 31.8-mm-O.D. tube.     

非能动余热排出换热器冷凝换热性能研究

以浸没在高位水箱中的竖直管束为研究对象,对不同热负荷条件下竖直管束内冷凝换热特性进行研究,通过对比中心管与周围旁管的凝液增长率以及冷凝换热热阻,分析了中心管与旁管换热特性的差异,解释了低压条件下冷凝换热系数剧烈下降现象。将管束冷凝试验数据与已有单管试验数据对比发现,在相同蒸汽工况下,单管的冷凝换热系数与旁管的冷凝换热系数吻合较好,但远低于中心管的冷凝换热系数,说明中心管的换热性能相对于旁管确实得到了强化。通过对比换热系数的试验值与经典努塞尔理论和努塞尔修正理论的计算值发现,中心管的试验值与努塞尔修正理论计算值吻合较好,但旁管的偏差较大。     

Forced convection condensation in the presence of noncondensable gas in a horizontal tube; experimental and theoretical study

To have a better understanding on forced convection condensation with noncondensable gas inside a horizontal tube, an experimental research and theoretical investigation were conducted under annular and wavy flow. The effects of noncondensable gas mass concentration, mixture gases velocity, pressure and inner wall sub-cooling on the condensation heat transfer have been analyzed. The results indicate that the local heat transfer coefficient increases with the increase of the mixture inlet velocity and pressure while decreases with the increase of the noncondensable mass fraction and wall sub-cooling. Based on the above conclusions, an empirical correlation for predicting the local heat transfer coefficient was proposed which showed a good agreement with the experimental data with an error of ±20%. Furthermore, a theoretical model using the heat and mass transfer (HMT) analogy method was developed including the suction effect. The heat transfer capacity for the film, gaseous boundary and convective heat transfer of the bulk gases were compared along the tube. Besides, the axial distribution of the bulk gases and liquid–gas interface temperatures inside the tube were analyzed. The present theoretical model fits better with the experimental data compared with Lee's and Caruso's models for stratified flow.