管内强化对流换热的热力经济性分析

鉴于管内换热和阻力同步增长的事实,依据Ｗｅｂｂ指标对管内强化对流换热方式下传热和流阻的综合热力性能进行了推导,得到了热力性能指标Ｑ／ＱＳ、Ｐ／ＰＳ和Ｆ／ＦＳ与管内对流换热努氏数Ｎｕ和管内阻力系数λ之间的函数关系式。在此基础上,对螺旋槽管强化管内换热的热力性能进行了分析。     

管内强化换热元件综合热力性能分析及评价

针对强化换热元件的综合热力性能分析和评价问题,基于过程熵产分析的统一分析方法建立了管内综合热力性能分析方程,并以管内强化传热介绍了其应用。结果表明：该方法物理意义明确,简单易用,依据其不仅可通过参数分析获得各种方式的能量综合利用效果,而且还可依据其确定合理的流动工况参数、结构参数和合理的强化形式。图7参6     

恒热流时污垢对管内对流换热过程热力学性能影响的分析

基于热力学第一、二定律,在恒热流工况下分析了污垢对管内对流换热过程热力学性能的影响,提出了一项在恒热流工况下反映污垢对管内流换热过程热力学性能影响的指标-无因次熵产相对增加数;讨论了管内流体雷诺数（无污垢时）和无因次热流密度等参数对无因次熵产相对增加数的影响。研究结果表明,该指标不仅能反映污垢对管内传热过程的影响,而且能反映污垢对管内流动过程的影响,而由污垢层导热所引起的熵产在管内传热过程总的熵产中占有重要的地位,同时,还把结果与恒壁温时的有关结果进行了比较。     

纵向涡强化竖直平板自然对流换热的实验研究

对纵向涡强化竖直平板自然对流换热进行了实验研究。结果表明，在一定的Rayleigh数范围内，直角三角翼纵向涡发生器的攻角、翼高、翼宽等几何参数是影响强化换热的主要因素。存在最佳攻角；宽高比一定时，翼高和翼宽的变化会影响换热的效果。发现在直角三角翼阵列中前排直角三角翼产生的纵向涡可以强化后排直角三角翼纵向涡的换热。将直角三角翼与矩形低肋换热表面的性能作了对比性实验，在其他条件相同的情况下，直角三角翼强化换热的效果优于矩形低肋。     

对流换热场协同理论的新视角

从能量方程出发，对过增元教授提出的对流换热场协同理论公式变形，得到另一种形式的速度场和温度场的协同关系。研究表明，除物性外对流的换热强度主要取决于与温度和速度积的散度，并通过例子对其进行了探讨。     

电场和螺旋线圈复合强化管内强制对流的实验

对管内油的层流流动换热采用内插螺旋线圈和外加高压电场两种强化技术进行了复合强化换热实验研究,实验结果发现,内插螺旋线圈强化管可以强化层流对流换热大约一倍左右;同时采用高压电场强化换热技术后,换热强化率可以再提高4倍左右;油温、流速对换热强化率没有显著影响,换热强化特性基本取决于外加高压电场。     

自激振荡脉冲对流换热的实验研究

将Helmhotz共振腔应用于换热器来增强换热是一种新的强化换热方法。设计了一种换热效果较好的Helmhotz共振腔，并通过实验研究了Helmhotz共振腔对换热器的换热强化效果，分析了水力参数和结构参数对换热效果的影响，结果发现：对一定结构的共振腔，配以适当的水力参数，就可以产生自激振荡；对于同一结构的共振腔，水力参数不同，产生自激振荡的强弱也不同，随着压力的增加，自激振荡的强度也增加；将共振腔产生的自激振荡流引入换热器后，当自激振荡达到一定的强度时，能够破坏层流底层，从而可以强化换热；Helmhotz共振腔在绝大多数工况下能将管内换热系数提高10%-30%。     

电场作用下电对流强化换热现象研究

为了揭示电场对自然对流换热的影响,采用高速摄影技术对R113工质在自然对流区的电对流强化换热现象进行了实验研究,高压电源1～5 kV、热流密度4.46～17.80 kW/m~2,分析了电对流层高度、加热面温度、对流换热系数以及电场的强化换热系数的动态变化规律。实验发现:施加电场后,在加热面上方形成了稳定的电对流层,电对流层高度随着施加电压的升高而逐渐减小,由于电场增强流体的扰动,使得壁面温度降低,进而强化了换热,实验中强化换热系数可达1.2倍。     

电晕放电强化气体对流换热研究进展

在气体中施加高压电场后，引起气体放电，产生的电晕风可以强化空气的对流换热。综述了国内外电晕风强化气体对流换热方面的研究进展，概括了以往研究的特点，指出了目前研究所存在的问题，对今后在该领域的研究方向及重点提出了建议。     

采用扩展温度振荡法测量超临界CO_2管内对流换热特性

提出了考虑小通道内流体温度变化时测量管内对流换热系数的扩展温度振荡法模型,该法可用于测量各种光滑表面通道内流动的局部对流换热系数。实测了典型压力温度条件下2mm内径不锈钢圆管内超临界CO2对流换热系数。     

散热片基板开孔对自然对流换热的影响

为研究自然对流情况下矩形散热片基板开孔对换热的影响,采用数值模拟方法对基板开孔的散热片的传热性能进行了分析,讨论了开孔后换热强化的物理机制。结果表明:开孔后发热元件的温度降低;通孔破坏了散热片基板上速度边界层的形成,从而强化了局部表面处的对流换热。     

导热油管内强制对流换热系数的计算

以一种常见导热油为例对有机热载体锅炉的对流受热面传热系数进行计算分析。     

应用流体旋转法强化单相流体管内强制对流换热

论述了流体在滚压成型的螺纹槽管内的强化传热机理、旋转流动状况、管内传热和阻力增加情况及计算方法。     

多排纵向涡发生器强化竖直平板自然对流换热的实验研究

对多排纵向涡发生器对竖直平板自然对流的强化效果进行了研究。结果表明，在一定Rayleigh数范围内，直角三角翼纵向涡发生器的翼高、翼宽以及多排布置的阵列方式是影响强化换热的主要因素。在高宽比一定的情况下，存在最佳翼高。发现多排布置时LVG阵列方式的不同会影响换热效果；且要使得整个板的强化换热效果达到最佳，应选择沿竖直发热板长度方向间隔的布置多排LVG，并适当拉大间隔距离。     

以水为工质的EHD强化管内对流换热实验研究

以水作为工质,实验研究了EHD(Electrohydrodynamics)对水套管式换热器内对流换热过程的强化作用机理。实验中,在水套管换热器换热管中心设置一直流式高压电极,电极电压DC设置范围为0～40 kV,分别进行了5组不同流量下不同电压值的组合强化实验。实验结果表明:不同管内流量条件下电场对管内传热过程均有不同程度的强化作用,当流量为0.1 m3/h时,其电场强化系数θ最大,为1.224;流量为1.0 m3/h时,电场强化系数θ最小。实验证实了电场对于以水为工质的对流传热过程具有强化作用,但电场强化效果具有对流量变化敏感性的特点,同流量下存在最佳强化电压值而非电压值越高强化效果越大。     

基于对流换热的垃圾焚烧热解过程分析

将固体垃圾看成球，柱，平板等基本形状，用对流换热和非稳态导热问题的计算方法，计算了多种不同条件下垃圾的热解时间；讨论了烟速，烟温，形状尺寸，垃圾初温和终温等因素对热解的影响；并在此基础上，为垃圾焚烧炉的设计与运行提出了原则性建议。     

基于FLUENT的换热管换热性能分析

通过几种不同结构的换热管,利用FLUENT软件的SIMPLE算法及κ-ε模型对换热管的换热特性进行了耦合换热仿真。主要分析了进口温度为385 K(112℃)时换热管内空气温度及压差的变化,仿真结果表明,换热管的综合换热能力与换热管的横截面积以及内通道突起有关,并给出了定性的分析结论,为设计综合性能更好的换热管提供了理论依据。     

管内对流换热过程的热优化分析

对管内对流换热过程的温差换热和粘性摩擦引起的熵产进行了分析和优化计算 ,对换热设备和传热技术的设计和优化组织具有一定的指导意义。     

进口轴向叶片旋流器管内阻力和换热的研究

对进口轴向叶片旋流器管内阻力和换热特性进行了试验研究,分析了管内Ｒｅ数,试验段长径比以及旋顺结构参数对管内阻力 和换热的影响。得到了管内阻力和传热准则关联工,并对旋流器强化管内换热的热力性能进行了定量分析。