垂直窄矩形通道内流动沸腾传热研究

在热虹吸条件下，实验研究了缝宽接近于气泡脱离直径型的窄矩形通道内流动沸腾的传热特性。发现其对流蒸发传热中有时处于过渡流状态。首次为对流蒸发传热系数建立了一个通用算式。还将该算式与加和模型相结合，为窄矩形通道形成了第一个完整的流动沸腾传热算法。该算法的预测值与实验数据相比，其平均绝对偏差为１４．９％。     

加入惰性固体粒子的二元物系的流动沸腾传热特性

引　言流动沸腾传热广泛存在于石油、化工、轻工、动力及能源等各个领域 ,但三相流动沸腾传热的研究极少 .李修伦等[1]在流动沸腾系统中加入惰性固体粒子 ,进行了汽 -液 -固三相流沸腾传热的初步研究 .李修伦、闻建平[2 ,3]进一步将三相流和沸腾换热相结合 ,较好地解决了沸腾传热强化和防垢、除垢问题 .李修伦、张利斌等[4 ]又采用循环流化床技术 ,结合粒子在沸腾系统中的强化特性 ,开发了汽 -液 -固三相循环流化床蒸发器 ,它具有良好的强化传热和防、除垢性能 .上述研究均属于单组分三相流动沸腾传热 ,而关于二元物系三相流动沸腾传热的研…     

汽液固三相流动沸腾传热计算与实验研究

对汽液固三相循环流化床中流动沸腾传热进行了理论分析和实验研究 ,在此基础上结合渐进模型及表面更新机理建立了汽液固三相流动沸腾传热模型 ,模型计算值和实验数据吻合较好 ,最大偏差在 18%以内     

内部热耦合精馏塔基于非理想物系的最优评价

Internal thermally coupled distillation column(ITCDIC) is a frontier in energy saving distillation research. In this paper, the optimal assessment on the energy saving and the operating cost for ITCDIC of nonideal mixture is explored. An evaluating method is proposed, and the pertinent optimization model is then derived. The ethanol-water system is studied as an illustrative example. The optimization results show that the maximum energy saving in ITCDIC process is about 35% and the maximum operating cost saving in ITCDIC process is about 30%,as compared with a conventional distillation column(CDIC) under the minimum reflux ratio operating; the optimal operating pressure of the rectifying section is found to be around 0.25 MPa; the effects of the feed composition,operating pressure and the heat transfer rate on operation are also found and analyzed. It is revealed that ITCDIC process possesses high energy saving potential and promising economical prospect.     

非理想多元物系精馏塔动态数学模型

本文给出了一种新的精馏塔动态仿真模型,该模型除了气相上升量的计算是利用焓平衡关系导出的线性代数方程组进行外,其余变量均通过微分方程计算.这就可以避免以往的模型由于解非线性代数方程组不收敛而带来整个计算失败的问题.文中将一种计算病态常微分方程的积分方法——小参数法在IBM-PC/XT微机上算出一个有70层塔板、6个组分的脱乙烷塔模型(600多维的微分方程).小参数法的最大优点是无需矩阵求逆且不必计算雅可比矩阵.     

动力型热管内R134a流动沸腾传热过程的特性

针对动力型热管内两相流沸腾过程复杂未知,实验复现性差的问题,搭建了动力型热管两相流沸腾传热实验装置,对水平管内R134a工质沸腾传热过程的沿程阻力特性及对流传热系数进行了实验研究,并将获得的实验数据与前人总结的压降、对流传热系数计算关联式进行对比分析。研究表明,Muller-Steinhagen-Heck压降关联式的积分值与实验结果吻合较好,误差在±10%以内;Mohseni关联式在干度大于0.1时所得对流传热系数与实验结果具有较好一致性,误差在±10%以内,但在干度小于0.1时存在较大偏差,部分误差已超30%,为此重新拟合了干度小于0.1时的对流传热系数关联式。该结果可为该类换热器的实验研究、数值模拟及优化设计提供有效的理论参考标准。     

分段函数法逐板计算非理想物系的理论板数

运用分段函数法可以逐板计算非理想物系的理论板数:首先对该非理想物系的气液平衡数据进行分段拟合,得到气液相组成之间的分段函数;然后利用逐板计算法求解非理想物系的理论板数。利用AspenPlus中塔的Radfrac模块进行严格计算和验证,结果显示,采用分段函数法逐板计算的理论板数为11.72,严格计算法得到的理论板数为11,两者非常接近。因此,采用分段函数法逐板计算非理想物系的理论板数是一种正确而有效的方法。     

气液固三相流动沸腾传热与抗垢性能的研究

在流动沸腾的液体中引入少量惰性气体与固体颗粒,使之成为气液固三相流态化沸腾过程,对其传热性能与抗垢性能进行实验研究。结果表明,引入惰气与流态化固体颗粒,可使传热显著强化,表现出明显的防垢抗垢效果,且具有一定的线清洗作用。     

Estimation of Pool Boiling Heat Transfer Coefficients of Ethanol-Water Mixtures

Based on the analysis of the principles of heat and mass transfer from the liquid bulk to bubble surface during nucleation, a new estimation method to predict the heat transfer of the nucleate pool boiling in binary mixtures is proposed in this paper by using t he heat and mass transfer analogy (Colburn analogy) at the bubble surface transfer layers. With the use of Thome‘s eaacept of boiling range, an approximate method is derived to vealise the calculation. The peedictbd results by this method are in good agreement with the experimental data from different sources.     

添加剂对乙二醇二元、三元混合物沸腾传热的强化

选择水、乙二醇-水、乙二醇-乙醇-水溶液及加入微量添加剂(表面活性剂)为工质,进行池式沸腾传热试验。研究添加剂的加入对乙二醇二元、三元混合物沸腾传热膜系数的影响。试验结果表明,十二烷基硫酸钠等表面活性物质对水、乙二醇-水等溶液的沸腾传热有明显的强化作用。对乙二醇-乙醇-水溶液有一定的强化作用。在此基础上,本文讨论了表面活性物质强化水、乙二醇-水溶液沸腾传热的主要原因是添加剂的加入导致了纯组分及混合物气泡脱离频率增加,脱离直径变小;同时,添加剂的加入也增加了汽化核心数。而汽化核心数的增加是表面活性物质强化水及乙二醇-水等混合物沸腾传热的主要原因。     

流动过冷沸腾传热强化及阻垢

在流动沸腾传热实验中,考察了CaCO3污垢溶液的形成过程及各种工艺条件对流动过冷沸腾传热的影响. 研究条件包括流体速度、溶液温度、CaCO3溶液浓度及热通量,实验中发现了一些规律. 同时还考察了不同阻垢剂[聚天冬氨酸(PASP)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)及氨基三甲叉膦酸(ATMP)]对流动过冷沸腾传热的影响. 结果表明,所选阻垢剂均能抑制污垢的生成并降低了污垢热阻,而且存在最佳浓度范围. 但不同阻垢剂的阻垢效果不尽相同,在本实验条件下,ATMP的阻垢效果最好,PBTCA次之,PASP的阻垢效果较差.     

内加热式螺旋流流动沸腾传热研究

本文研究了内加热式螺旋流流动沸腾传热的传热性能与临界热通量问题，提出了有旁流和无旁流时沸腾传热系数的计算方法，并进行了验证。     

Heat Transfer and Pressure Drop of Vapor-Liquid-Solid Three-Phase Boiling Flow of Binary Mixtures

Experimental studies on vapor-liquid-solid three-phase flow boiling heat transfer and overall pressure drop of ethanol-water binary mixtures in a vertical tube with solid particles added were carried out. Based on the analysis of the heat transfer characteristics of this three-phase flow boiling, a mathematical model for predicting the three-phase flow boiling heat transfer coefficients of ethanol-water binary mixtures was developed. The results show that with the presence of inert solid particles in binary mixtures, flow boiling heat transfer is enhanced and is about twice that of vapor-liquid two-phase heat transfer. The predicted results of the flow boiling heat transfer coefficients of ethanol-water binary mixtures agreed well with the experimental data.     

循环流化床的沸腾传热

A model is proposed to predict boiling heat transfer coefficient in a three-phase circulating fluidized bed (CFB), which is a new type of evaporation boiling means for enhancing heat transfer and preventing fouling. To verify the model, experiments are conducted in a stainless steel column with 39 mm ID and 2.0 m height, in which the heat transfer coefficient is measured for different superficial velocities, steam pressures, particle concentrations and materials of particle. As the steam pressure and particle concentrations increase, the heat transfer coefficient in the bed increases. The heat transfer coefficient increases with the liquid velocity but it exhibits a local minimum.The heat transfer coefficient is correlated with cluster renewed model and two-mechanism method. The prediction of the model is in good agreement with experimental data.     

流动沸腾传热的矢量合成模型

初步分析在论文中提出的新模型的理论基础,并改进流动沸腾传热中对流蒸发项的计算,利用杨伟构造的渐进加和模型计算窄矩形流道中流动沸腾传热的对流蒸发项;还利用所提出的矢量合成模型预测了圆管内的流动沸腾传热系数。实验数据关联表明,所构造的模型适合窄矩形流道和圆管流道内流动沸腾传热系数的计算。     

聚合物添加剂对流动沸腾传热与减阻的研究

研究了两种不同相对分子质量 (2 5 6× 10 4 和 85 5× 10 4 )的聚合物添加剂聚丙烯酰胺 (简称PAM )在垂直铜管内对水的流动沸腾传热的强化情况 ,研究了添加剂水溶液浓度、质量流率、热通量等对流动沸腾传热的影响 ,根据测得的稀溶液在垂直铜管内流动沸腾的总压降 ,用Martinelli分离流模型求得了相应的摩擦压降。结果表明在低热通量下 ,在适当的浓度范围内 ,两种不同分子量的PAM不仅可提高流动沸腾传热系数 ,还可降低流动沸腾的阻力。研究还表明 ,在相同操作条件下 ,在同样质量浓度下 ,两种不同分子量的PAM对水流动沸腾具有较为相近的强化传热与减阻作用     

三相流沸腾传热

对三相流沸腾传热进行了理论分析和实验研究，研究了三相流沸腾传热特性，提出了三相流沸腾传热系数的计算方法，实验结果表明，由于固体粒子的存在，强化了沸腾传热，三相流沸腾传热系数是相同条件下汽－液两相流沸腾传热系数的两倍。固体粒子的存在，能有效地防止和清除传热壁面上的污垢。