管壳式换热器强化传热技术的途径及应用

从传热公式出发,分析了管壳式换热器传热强化的主要途径;从强化传热的原理出发,介绍了管壳式换热器强化传热技术的发展方向及常见应用。     

考虑管壳式换热器传热强化的换热网络综合研究进展

换热器传热强化在换热网络中的应用可以解决现有换热网络改造中的瓶颈问题,在热回收系统配置没有过多结构改造的条件下,可以达到明显的节能及降低成本的目的;同时,在换热网络设计中,换热器传热强化技术的应用可以降低设备投资,实现更好的经济效果。本文首先通过文献检索数据说明了在换热网络改造和设计中考虑传热强化技术的研究在近5年得到了研究者的关注。然后概述了管壳式换热器传热强化的基本原理及主要方式,分析了传热强化技术的应用对换热器传热性能的影响,系统总结了管壳式换热器传热强化技术的分类和强化效果。进一步从设计和改造两个方面,对换热网络优化中考虑管壳式换热器传热强化的应用研究进行了综述,展示了传热强化对换热网络设计和改造的效果和优势。最后对下一步的研究进行了展望,指出可进一步探究换热器传热强化设备几何尺寸和换热网络同步优化、传热强化和换热器详细设计同步优化等。     

折流板抗振型换热器流体动力学及传热特性研究

对折流板抗振型换热器流体动力学及传热特性进行理论分析和实验研究,得出了此类换热器压力降及传热性能的预测方法。指出此类换热器既保持了横流式换热器对操作工况适应性强的优点,又解决了横流式换热器存在的管子发生流体诱导振动的问题。     

管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对各种强化壳程传热的传热管换热器、纵向流、螺旋流、射流换热器的结构特点、强化传热机理及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

基于管内微层蒸发传热机理的热管换热器传热强化研究

基于微层蒸发强化传热理论,对热虹吸管内部设置分流管结构强化沸腾传热机理进行了分析,建立了分流管强化热虹吸管内部沸腾传热模型,并通过大量试验研究验证了理论分析的正确性;同时对热管换热器能量控制方程采用有限差分法进行了数值模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好,不仅证明强化传热理论分析与计算方法的正确性,而且表明热管内部强化传热有利于提高热管换热器传热能力、改善热管换热器传热性能及优化热管换热器结构,为工程应用提供依据。     

化工单元传热过程效果比较

以化工单元传热过程工艺为平台,对普通套管换热器、强化套管换热器、列管换热器和螺旋板换热器及其不同的组合方式进行了传热实验比较,得出化工单元传热过程传热效果:以螺旋板换热器传热效果最好,强化套管换热器与列管换热器次之,普通套管换热器最差。同时,根据装置的设计特点,指出同一类型换热器并流与逆流、并联与串联的传热效果不同,尤其是换热器换热后余热可以回收与再利用。     

管壳式换热器传热传质特性研究综述

换热器是各种具有热能行业中应用最为广泛的设备之一,往往占设备总投资的很大一部分。本文设计了用于LNG的管壳式换热器,并研究了不同几何结构参数的管壳式换热器壳侧和管侧对传热、压降和换热器体积的影响。通过改变换热管外径、中心筒直径和层数来分析绕管换热器壳侧和管侧的传热性能的影响因素;并得出了管壳式换热器内速度场,温度场,相变含汽率和平均沸腾传热系数的分布规律。比较管壳式换热器内流体流动和传热特性,分析了不同质量流量对LNG汽化传热性能的影响及对换热器壳侧相变传热及两相流动对设备性能的影响。对改善换热设备性能并提高换热效率的研究提供了参考。     

波纹管换热器及其在氨冷凝系统中的应用

介绍了波纹管换热器的强化传热机理及传热元件的制造工艺，并与光管换热器的换热性能进行了比较，结合公司生产实际介绍了波纹管换热器在氨冷凝系统中的应用情况。     

管壳式换热器强化传热进展

管壳式换热器在石油化工领域应用广泛,其强化传热技术的研究受到普遍关注。主要介绍了近年来国内与国外高效节能管壳式换热器强化传热技术研究的进展情况,分别从管侧、壳侧和整体结构改进三方面分析了管壳式换热器的强化传热效果及特点,最后提出了强化传热的发展方向。     

热管换热器耦合源模型及其场协同分析

讨论了热管换热器冷、热端共轭传热特性。根据热管内部相变传热特性,以热管内蒸汽温度作为独立变量,利用冷凝段与蒸发段热量守恒关系,将热管换热器分解成2个独立部分进行分析。针对热管壁面、冷端耦合传热特性,应用耦合源模型,借助Fluent软件计算热管换热器内流动与传热过程,并采用场协同原理对模拟结果进行分析。结果表明耦合源模型能够有效用于热管换热器、及类似结构的性能分析;耦合源模型与场协同原理结合是解决热管换热器等耦合传热及优化问题的有效方法。     

网纹内管双套管双管板安全型换热器的传热性能

以网纹内管型双套管双管板安全型换热器为研究对象,采用内外管接触面积当量法,将网纹内管与外管内壁的接触面积当量成对应接触面积的直槽管;借助计算流体力学（CFD）软件采用数值模拟的方法对内管为当量的直槽管换热器传热性能进行了研究,换热器管壳两侧的介质均为水,分别将空气和水两种介质填充至隔绝腔内,模拟不同入口流量条件下传热特性;引入接触修正系数,在传统传热系数经验公式的基础上,结合网纹管模型特点,获得网纹内管安全型换热器传热系数计算公式,并对不同工况下换热器的传热系数进行理论计算;建立网纹内管安全型换热器传热特性评价实验台。结果表明：内外管接触面积当量法在处理网纹内管安全型换热器传热特性时具有可行性,基于接触修正系数的传热系数工程经验公式计算结果可靠;数值模拟结果、理论计算结果及实验结果具有较好的吻合趋势;隔绝腔介质分别为水及空气时,网纹内管的传热效率比内管为光管分别提高约24%和40%。     

超临界CO2在水平螺旋管内的冷却换热特性

采用数值模拟和实验结合的方法研究超临界CO₂在水平冷却螺旋管内的换热特性。研究了质量流量、热通量及压力对传热系数的影响,并比较了直管和螺旋管在加热和冷却条件下的换热特性。结果表明,与直管相比,螺旋管对换热的强化作用随着质量流量的减小和压力的增加而增加。在相同热通量条件下,螺旋管的冷却换热的传热系数比加热的传热系数高,且由于浮升力的影响,加热条件下传热系数存在较大的振荡。     

Heat transfer and friction factor of Therminol liquid phase heat transfer fluid in a ribbed tube

Experiments and simulations on flow and heat transfer behavior of Therminol-55 liquid phase heat transfer fluid have been conducted in a ribbed tube with the outer diameter and inner diameter 25.0 and 20.0 mm,pitch and rib height of 4.5 and 1.0 mm.respectively.Experimental results show that the heat transfer and thermal performance of Therminol-55 liquid phase heat transfer fluid in the ribbed tube are considerably improved compared to those of the smooth tube.The Nusselt number increase with the increase of Reynolds number.The increase in heat transfer rate of the ribbed tube has a mean value of 2.24 times.Also,the pressure drop results reveal that the average friction factor of the ribbed tube is in a range of 2.4 and 2.8 times over the smooth tube.Numerical simulations of three-dimensional flow behavior of Therminol-55 liquid phase heat transfer fluid are carried out using three different turbulence models in the ribbed tube.The numerical results show that the heat transfer of ribbed tube is improved because vortices are generated behind ribs,which produce some disruptions to fluid flow and enhance heat transfer compared with smooth tube.The numerical results prove that the ribbed tube can improve heat transfer and fluid flow performances of Therminol liquid phase heat transfer fluid.     

螺旋扁管换热器传热与阻力性能

对不同结构的螺旋扁管管内传热及流体阻力性能进行实验研究,并与光管比较,选出传热与流阻综合性能较好的管型。同时对2台螺旋扁管换热器及1台外螺纹螺旋扁管换热器进行壳程传热与流阻实验研究。根据实验结果给出了管、壳程传热膜系数与阻力系数的经验关联式。     

竖直多孔管降膜蒸发传热实验

研究了内表面烧结型多孔管对降膜蒸发换热效果的影响。采用单管降膜蒸发器,由壳程的蒸汽加热管程的水降膜传热。在热通量q=13~90 kW·m^-2,传热温差ΔT=2.87~9.5℃,液体Reynolds数Re_L=4500~15000 范围内,求不同工况下管内降膜传热系数,并将其与相对应的光管换热性能进行比较。比较数据可知:多孔管的管内降膜传热系数是光管的2.03 倍,总传热系数是光管的1.78 倍,多孔管强化传热效果明显。     

一种新型裂解炉炉管强化传热数值模拟

利用计算流体动力学(computational fluid dynamic,CFD)方法对含新型内插件强化传热辐射炉管(fortified induced turbulence,FIT)进行了流体流动与传热特性的研究,采用RNG双方程模型求解了动量方程和能量方程,给出了FIT炉管内的流体流动和传热特性,包括速度场、湍动强度和温度场的分布;计算了FIT炉管的强化传热因子和压降。研究结果表明,FIT炉管内插件迫使流体流动由活塞流转变为旋转流,增强了流动湍流程度,符合流动-能量场协同理论,同时流体边界层由于FIT炉管的特殊结构而减薄。FIT炉管具有增强辐射传热、减薄边界层、增加比表面积和旋流增强等强化传热特性。相比于普通当量圆炉管,FIT强化传热炉管的整体传热能力提高了20%左右,证明该新型炉管强化传热效果显著,可以在工程实际中应用。     

水平管束沸腾传热的对流与薄层蒸发贡献

引言目前,卧式再沸器的热设计仍沿用Palen等人60年代初基于单管池沸腾传热机理所提出的方法．近十几年来,大量实验研究结果表明,在相同条件下管束的沸腾传热系数高于单管．人们逐渐认识到管束沸腾传热为核沸腾、对流和薄层蒸发传热机理所控制．由此可见,在卧式再沸器的设计中,基于单一的池沸腾传热机理所得关联式进行卧式再沸器的热设计,造成传热面积裕度偏大、设备体积庞大、浪费材料、设备效率低,显得十分保守．因此,深入研究水平管束的沸腾传热机理,进而发展更为合理的卧式再沸器的设计模型,对于改进这类设备的设计、改善设备…     

ENHANCED HEAT TRANSFER OF GLASS TUBE HEAT EXCHANGER

The enhancement of convective heat transfer in a glass tube heat exchanger was researched.A simple and efficient method using spiral wire turbulence promotors in the glass tube isrecommended.A series of experiments were conducted,and thetlon have been obtained.Performance evaluations Nr the enhanced heattrans比r In this heatexchanger are su门niii ed up and discussed Based on the vlewp01nt Of止berinodynaffi1CS,止he avaHableenergy lossof the heat transfer swtern Inside the tube Is analwed to determine and evaluate the over-all趴ct oQthe enhanced heat transfer,The mechanism ofenhanced heat transfer]n the glass tubeand the Influence of turbutlvlty In the fough tube are also analysed and discussed.     

插入扰流元件换热管强化换热效果分析

设计了一种新型插入扰流元件管式换热器,并依据相关文献的模拟数据将其与波纹管、光管在不同流速下的管内壁面平均传热系数、换热量、平均Nusselt数以及摩擦阻力的变化特性进行了分析比较。结果表明:插入扰流元件换热管在强化换热能力的同时其压力损失也会很大,所以在实际应用过程中选取插入扰流元件换热管时一定要考虑其经济性;在泵功率消耗一定时,插入扰流元件换热管的热效率与波纹管的热效率很接近。但插入扰流元件换热管在制造工艺上具有加工方便、固定灵活等优点,比较适合对现有换热器的改造。所以,该种热管同样具有广泛的应用价值。     

Flow and heat transfer characteristics of finned tube with internal and external fins in air cooler for waste heat recovery of gas-fired boiler system

In this present study, attempts were made to investigate the flow and heat transfer characteristics of finned tube with internal fins and external fins by experiment and numerical simulation. The test finned tube was installed in a single smooth tube and formed a shell-and-tube heat exchanger. The experiments were conducted in heat transfer test system with hot air in the tube side and cold air in the shell side. Overall heat transfer coefficients were calculated and heat transfer coefficients in the tube side were determined. Three-dimension computation was performed to predict the flow and heat transfer performance in the finned tube. The effects of external fin height and pitch of the finned tube on shell-side flow and heat transfer were studied by numerical simulation. The numerical results agree well with the measurements. The maximum differences between the present numerical results and the experimental data are approximately 6.9% for heat transfer coefficient and 4.7% for friction factor, respectively. The velocity and temperature fields are obtained to discern the mechanisms of heat transfer enhancement. Numerical results indicate that the steady and spatially periodic growth and disruption of vortices occur in external fin to fin region.