重力热管换热特性数值模拟

基于计算流体力学软件(CFD)建立重力热管(TPCT)数值模型,将数值结果与实验进行对比,进而探讨加热功率和充液率对重力热管传热性能的影响.将已发展的传热传质关系式转化为相应控制方程源项,通过自定义函数(UDF)实现重力热管内部相变过程中的传热传质过程,试图建立一个包含两相流与相变过程的重力热管CFD模型.结果表明:通过CFD数值方法可较好地模拟重力热管内部复杂的流动与传热过程;在加热功率为12~60 W内,重力热管的等效对流换热系数随加热功率增大而增大;在充液率为30%~60%范围内,重力热管的等效对流传热系数均随充液率增加而减小,当充液率为30%时,重力热管换热性能较好.     

轴向槽道热管的加工制作及传热性能研究

轴向槽道热管具有较高的传热能力和可靠的运行稳定性,在航空航天和电子领域具有广阔的应用前景。文章针对“Ω”形轴向槽道热管的特点,设计并搭建了专门的加工和实验平台,通过讨论温度分布规律、当量导热系数、热阻和最大传热能力等参数,对成品热管的传热性能进行了研究和分析。结果表明:热管具有良好的动态响应热性;在相同工作温度下,热管的冷热端温差与加热功率的增加呈正向关系;当热管的工作温度升高时,当量导热系数逐渐增大,并随着功率和充液率的升高而升高,而总热阻在加热功率增加时呈下降趋势;随着充液率的增加,热管的最大传热能力增加,但是增幅会趋缓。     

小型平板热管的传热特性

以丙酮、乙醇和水为工质,对小型平板热管在充液率为20%~90%的传热性能进行了实验研究。测量了热管蒸发段和冷凝段管壁、加热和冷却风道进、出口截面等处的温度分布,计算了传热量和传热系数。根据实验结果总结出了工质、充液量和热流密度对热管传热系数的影响。得出该平板热管以乙醇为工质的传热性能最好,传热极限qmax为16~17 kW/m2,最佳充液率为50%,并给出平均传热系数综合关联式。实验结果可供工程设计参考。     

井筒重力热管室内实验与矿场试验研究

利用重力热管的高效传热特性,将其应用在井筒流体加热过程中,分析了重力热管加热效果的外部影响因素.结果表明,重力热管在不消耗额外能量的条件下,利用深部流体能量提高井筒上部流体的温度,能起到均衡井筒温度场的作用,进而改善井筒温度分布剖面.室内实验表明:工质类型、工质充液率、真空度对重力热管的传热效果有很大影响.矿场试验表明:在适当的条件下,能够将原油温度加热到原油凝点以上,降低原油粘度,改善原油流动性,井底抽油杆载荷,满足生产实际的要求;重力热管加热过程受井底温度、热管下入深度、油井产液量以及原油物性等因素的影响,随着井底温度、热管下入深度、油井产液量的增加,重力热管的传热效果变好.     

应用于LED散热一体化平板热管的传热性能

为解决LED散热问题,制作了一种一体化平板热管,搭建了平板热管实验台以研究此平板热管的传热性能,设计了模拟热源的保温方案.为了模拟LED芯片的发热,制作了模拟芯片热源,并对实验结果的不确定度进行分析.通过实验研究了加热功率、充液率和工质对平板热管传热性能的影响.实验结果表明:此平板热管具有良好的均温特性.在所测试的功率范围内,蒸发腔热阻随着功率的上升而降低.充液率方面,此平板热管的最佳充液率为40%.在测试的3种工质中,去离子水的传热效果最好.     

热管技术研究、发展与工业应用

介绍了一些热管技术在工程的典型应用，包括废热回收设备和工业过程设备．水碳钢热管技术在许多工程领域都得到了成功应用,如：用于废热回收、节能与环境保护的空气预热器和废热锅炉．液态金属高温热管技术在过程装备得到了广泛应用。高温热空气发生器和热管技术在化学反应器中也能发挥作用，如在氨合成塔中的应用．热管技术的成功应用是建立在热管技术的基础研究之上的，这些研究包括：热管内汽液两相流动与传热、热管传热极限、热管传热强化和热管材料相容性与热管的寿命等方面理论和实验研究．高效传热与传质的热管设备在许多工程应用领域将会得到越来越重要的应用．     

碳纳米流体特性及其在重力热管内的传热

采用阿拉伯胶辅助分散法制备了一种新型的纳米流体--碳纳米管 水纳米流体,并以其为工质在以铜为管壳的一种新型重力热管内进行了传热实验研究.制备和实验结果表明,碳纳米管 水纳米流体的导热系数比基液水约增加了30％～50％,导热能力明显增强;这种纳米流体黏度低,流动性好,制备过程简单,可用于大规模生产;纳米流体重力热管加热段沸腾换热弱化了纳米流体的稳定性对热管传热性能的影响,实现了纳米流体与重力热管的优势互补;以该纳米流体为工质的重力热管的内热阻比水小,并且随着传输功率的提高,热管总热阻逐渐减小,传热性能逐渐提高.     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴化锂水溶液为工质，对在热管外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但在较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。在热管外壁面上的溶液降膜吸收过程有待强化，以使吸收过程产生的热量与热管的传热能力相匹配。     

环型流热管传热性能的实验研究

针对热管的研究现状及当前医药食品行业的背景,本文对一种新型环型流热管的传热性能进行研究。基于环形流热管的工作原理,对环形流热管换热器的传热系数进行计算,在相同充注量及不同倾斜角的情况下,分别对两种冷热水进口温度的传热量及传热系数进行对比分析。分析结果表明,当充注量为40%,倾斜角为5°时,环型流热管换热最好,达到环型热管的最佳工作状态,充注量过多与过少以及倾斜角接近于竖直或水平都会降低热管的换热效果。该研究完全避免了交叉污染,满足无菌要求,有效降低了电能与蒸汽的消耗量,具有较高的实用价值,对我国能源发展战略规划具有重要意义。     

竖直环形流道内流动沸腾传热研究

在沸腾传热实验中,一般壁面的加热方式有电加热和流体加热两种,在两种方式下的沸腾传热特性存在差异.针对流体加热方式下的沸腾传热问题,采用水加热方法,对水在竖直环形流道内的流动沸腾传热特性进行了可视化研究,并结合环状流模型、液泛原理和紊流普朗特数理论,给出了传热计算模型.实验段环隙宽度有5和3 mm两种,质量流速分别为16...     

GG—HP型热管换热器的设计计算

本文提出了GG—HP型热管换热器的设计方案。该方案是以计算4吨/小时锅炉的参数为依据,参照实验热管的传热性能确定的。该热管换热器与锅炉原有的省煤器串联使用,可降低排烟温度60℃以上,节煤率达4％。     

热管对焊接热循环和焊接热影响区的影响

焊接热循环是影响焊接热影响区性能的主要因素，本文主要研究了使用一种高效传热元件-热管，来强制冷却焊接热影响区部位，使热循环参数改变：高温停留时间缩短，峰值温度降低，冷却速度加快，从而改善热影响区性能，提高焊接接头的质量，该方法是一种方便、高效的方法。     

高效燃煤热管热风炉设计

分析了目前产生热风的几种方法的一些问题，介绍了一种新型高效燃煤炉热管热风炉的结构和性能特点，并给出了这风炉设计要点。     

斜置式热管蒸汽发生器传热规律的数值模拟研究

用FLUENT软件与对热管蒸汽发生器的温度场分布进行模拟,从结果中取两个截面作为研究对象。其次采用压力入口条件,对其进行计算,截取同样的两个截面进行对比。最后采用不同的速度入口条件,分别计算其在这两个截面上的温度场分布,通过以上计算可以得出蒸汽发生器传热规律。     

航天十一院热管军民两用技术的最新进展

热管是当今世界最高效的传热技术之一。简单介绍了中国航天科技集团公司第十一研究院（简称航天十一院）热管军民两用技术的发展概况,就航天十一院高温和超高温热管、铝-氨中低温热管、旋转热管的研究背景和性能作了重点阐述,并指出了热管技术在今后国民经济中的应用前景。     

隔热技术在柴油机排烟管中的应用

对于发动机排气管隔热技术的应用已有数十年的历史了,现今大多数发动机所采用的隔热技术与用户的要求仍有很大的差距.本文通过现有发动机排气管隔热层所使用的材料、技术及隔热效果等问题进行了考察,特别是对所使用的隔热材料做了对比分析,并对材料的隔热稳定性方面进行了初步的分析.     

介质热管锅炉成套供热系统高新技术的应用

介质热管锅炉成套供热系统是哈工大的科研成果,属于国家级新技术产品.该项技术的成功引进和应用,填补了我市供热领域的一项空白.现已成功投入运行100余台套,供热面积20万m2.该系统的突出特点是:1、节电、节水、节煤;2、抗寒冻;3、系统简单、启动快;供热惰性少,供热均匀,传热效率高,4、投资少,使用方便;安全可靠.特别适用于中、小学校、影剧院、生产厂房等间歇式供热的用户.该技术是现代锅炉技术和热管技术结合而创立的新一代供热系统.其推广和应用有广泛的发展前景.     

顺排翅片管束传热和阻力特性的实验研究

在一低速风洞中,对顺排翅片管束的管外换热系数和阻力降进行了实验研究。采用热管作为加热元件,而不采用传统的蒸汽锅炉,使实验设备简单并具有充分的可折换性,得到了顺排管束的实验关联式,并与叉排翅片管束的实验数据进行了比较。发现,顺排管束的换热系数约为叉排管束的(80—90)%;顺排管束的阻力降比叉排管束有明显的降低,前者约为后者的一半左右。这说明,在阻力降要求特别低的场合,采用顺排排列的翅片管束是有吸引力的。     

热管换热器热传递矩阵及热管换热器传热效率

本文提出了热管换热器热传递矩阵的概念.用热传递矩阵相似关系,推导出了热管换热器传热效率计算式.并讨论了极限情况下的热管换热器效率表达形式.     

传热管轴向导热影响的分析

通过数值计算方法对传热管轴向导热的影响进行了分析，得出了不考虑轴向导热时传热系数和冷凝侧换热系数的误差，以及传热管示同在考虑国导热影响时的差别，并得出了材质导热系数较小时忽略轴向导热影响所起误差增大的结论。为客观评价传热管的传热性能提供了一定依据。