卧式螺旋管内紊流传热

在宽广的参数范围内对卧式螺旋管内紊流换热特性进行了详细的试验研究, 试验结果表明,螺旋管内强化换热是紊流流动与二次流动共同作用的结果,Reynolds数越大,二次流对强化换热的贡献越小,平均换热系数也越接近于等条件下的直管换热;换热系数在圆截面上的分布很不均匀,最外侧换热系数可达最内侧的3～4倍,最内侧是平均换热系数的0.5倍,并得到了截面上局部换热系数的计算式;换热系数在流动方向的分布具有周期性。     

螺旋管内汽液两相流第二区压力降脉动瞬态及时均传热规律

在以前对闭式循环系统中螺旋管蒸发器内汽液两相流压力降脉动进行系统实验研究、根据脉动过程特征和产生原因进行分析、区分了产生压力降脉动的两类不同特征区域的基础上 ,着重对第二区压力降脉动流动过程中瞬态及时均传热的特征和规律进行了试验与分析研究 ,总结出相应的规律和计算式 .     

卧式螺旋管内流动换热壁温分布特性

螺旋管是一种高效换热管型,在卧式螺旋管内流动时受到重力和离心力的作用,工质流动方向时刻改变,产生二次回流,从而表现出了不同于其他管型的流动与传热特性。以卧式螺旋管为研究对象,选取底部截面、上升段截面、顶部截面三个具有代表性的位置截面,采用逐渐增大热通量法研究了其在单相对流和过冷沸腾条件下壁温的分布特性。为螺旋管换热器的设计与应用提供了参考依据。     

卧式螺旋管内流动换热壁温分布特性

螺旋管是一种高效换热管型,在卧式螺旋管内流动时受到重力和离心力的作用,工质流动方向时刻改变,产生二次回流,从而表现出了不同于其他管型的流动与传热特性。以卧式螺旋管为研究对象,选取底部截面、上升段截面、顶部截面三个具有代表性的位置截面,采用逐渐增大热通量法研究了其在单相对流和过冷沸腾条件下壁温的分布特性。为螺旋管换热器的设计与应用提供了参考依据。     

螺旋管内传热与流动性能的场协同分析

采用数值模拟的方法,分析了螺旋管内流体速度场和温度场的分布规律,研究了曲率和无量纲螺距对管内流体传热和流动性能的影响,以性能评价指标PEC(Performance Evaluation Criteria)为标准评价强化传热综合性能,并运用场协同理论对此进行了分析。结果表明:螺旋管内流体受二次流的影响,随着转角的增大,最大速度逐渐靠近外侧壁面,热量逐渐从管壁传递到管内核心区域;在相同雷诺数下,管内努塞尔数、摩擦系数和PEC均随曲率的增大而增大,而无量纲螺距对螺旋管传热和流动性能的影响则可以忽略不计;场协同理论可以很好地解释螺旋管结构参数对管内传热和流动性能的影响规律。     

毛细管内多相脉动流动的格子-Boltzmann模拟

基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管内泡状流和柱塞流两种流型在边界正弦压力波作用下绝热脉动流动情况进行了数值模拟。通过模拟研究了毛细管内不同压力波振幅下液相Reynolds数和气泡位移幅度周期性变化规律;获得了汽液界面形态在脉动过程中的变化;观察到在边界液相速度方向发生改变时,边界附近区域的Reynolds数振荡现象;分析了重力对脉动运动过程的影响。模拟结果为分析以毛细管为主要构件的脉动热管内汽液两相工质的工作过程提供了一定依据。     

流动沸腾传热的新模型

利用矢量分析，导出一个普遍适用于流动沸腾传热系数计算的模型方程并进行了实验验证，吻合较好。作者同时探讨了流动沸腾中核沸腾项被抑制的原因并在新模型的基础上关联了抑制因子的表达式。     

梭式窑空气动力模型中紊流流动与对流传热的数值模拟研究

为深入了解梭式窑对流换热规律和产生换热不均匀的原因，利用CFD软件FLUENT^TM 5.4.8，构造了非保形结构化－非结构化混合网格，采用标准紊动能－紊动能耗散率（K－ε）模型，对梭式窑空气动力模型内部紊流流动与传热进行了数值模拟研究。得出了烧嘴射流的发展过程以及烟气速度场和温度场的分布特征。分析了料垛之间以及料垛局部换热的不均匀分布特征和成因。结果表明：外围料垛换热较强、内部料垛换热较弱，造成料垛间换热不均匀。料垛间隙的周期性分布导致料垛周向换热不均匀，三层烧嘴作用范围不同导致料垛纵向换热不均匀，有关数值模拟结果与文献实验数据符合较好。在此基础上，提出了调整料垛码法、烧嘴位置和流量匹配等改善对流换热均匀性的措施，并给出了调整原则。     

非均匀热流边界条件下螺旋管内流动传热的场协同分析

建立了螺旋管内流动换热的物理数学模型,对均匀和非均匀热流边界条件下螺旋管内湍流传热进行了数值模拟。结果表明:当对螺旋管表面施加相同的加热功率时,均匀热流边界条件下湍流传热系数高于非均匀热流边界条件下的湍流传热系数,且均匀热流边界条件下螺旋管内的场协同角低于非均匀热流边界条件;非均匀热流边界条件时,在相同的De下,曲率较小的螺旋管传热系数大,且曲率较小的螺旋管内场协同角较小;同时,随着管径的增大,螺旋管内的传热系数也随之下降,但螺旋管内的场协同角随之增大。     

非均匀受热条件下螺旋管内流动沸腾换热特性

目前对螺旋管在其管外表面均匀受热,管内两相流动换热的研究已十分丰富;但是在其管外表面非均匀受热条件下,管内两相流动沸腾换热特性的研究鲜有报道。为了解决螺旋管在实际运用中遇到的非均匀受热问题、得到其换热特性,本文采用了实验的方法研究了卧式螺旋管周向非均匀受热条件下管内流动沸腾换热特性。其中实验工况范围为系统压力P=0.7~1.0MPa,质量流速G=181~364kg/(m²·s),质量干度χ=0.07~0.69。实验考察了螺旋管管外壁在两种非均匀受热条件下管内的两相流动沸腾换热系数与热流密度、质量流速、质量干度的关系,并与管周向均匀受热工况进行了比较。结果表明,在螺旋管外壁面“外半周绝热、内半周受热”情况下管内流动沸腾换热系数值最大,而管外壁面“内半周绝热、外半周受热”情况下最小。     

卧式螺旋管内烧干特性

在中低压条件下,对卧式放置螺旋管中汽-水两相流烧干特性进行了实验研究,探讨了螺旋管内烧干机理。结果表明,卧式螺旋管内烧干主要受二次回流及沿烧干点的热扩散作用控制。烧干首先在管圈出口处发生,然后再扩展到上游。在同一截面上,烧干首先在管圈前侧和后侧发生。在实验基础上,给出了卧式螺旋管临界干度计算式。     

齿型螺旋肋片管表面局部放热系数

对齿型螺旋肋片管管束内部沿管表面周向的局部放热系数进行了研究.采用试验与数值计算相结合的方法,求得不同角度的局部放热系数,并通过数据拟合,给出Re=2×10~4～8×10~4范围内的肋管表面平均放热系数和按周向分布的局部放热系数的计算式.     

FULLY DEVELOPED TURBULENT FLOW AND HEAT TRANSFER IN A SQUARE DUCT WITH TWO ROUGHENED FACING WALLS

An experimental and analytical study was conducted on a fully developed turbulent flow in a square duct, two opposite walls of which had been roughened. The flow was measured by means of a hot-wire anemometer. The calculation was performed with the k model and with the k and e model coupled to the algebraic stress model developed by Launder and Ying. The results of the calculation are compared with the measurements. In this duct, a result hitherto unobserved became apparent: namely, there were four relatively large longitudinal vortices. A prediction of heat transfer was also performed under conditions of a constant wall-temperature and a calculated flow field.     

CONJUGATE HEAT TRANSFER WITH TURBULENT FLOW IN A CIRCULAR TUBE

A steady heat transfer problem has been analyzed as a conjugate problem with turbulent flow in a circular tube. The three kinds of thermal boundary conditions considered here are specified as constant temperature, constant heat flux and constant heat transfer coefficient at the outer surface of the wall.

From the results of numerical calculation for Prandtl numbers in the range 0.01 ≤ Pr ≤ 10 and for Reynolds numbers in the range 10⁴ ≤ Re ≤ 10⁵, it was confirmed that the dimensionless parameter R_c could have significant effects on the heat transfer and the temperature field in the fluid adjacent to the wall.     

FULLY DEVELOPED HEAT TRANSFER IN A ROTATING NON-ALIGNED STRAIGHT TUBE

Fully developed heat transfer in fluids flowing steadily through a rotating non-aligned straight tube is studied theoretically. A regular perturbation solution of the governing energy equation is developed for a constant wall flux boundary condition; this solution is valid only for “sufficiently mild” Coriolis disturbances. The asymptotic Nusselt number, complete to third order, is obtained from these results. Within the estimated region of validity of this solution the convective heat transfer coefficient depends on three independent dimensionless parameters. The first parameter serves as a Peclet number for energy transfer in the plane of the tube cross-section whereas the second and third parameters are proportional to the axial and transverse components of the Coriolis acceleration. Increasing the Coriolis acceleration will lead to transport enhancement relative to an analogous stationary straight tube exchange device.     

不同倾角放置螺旋管汽波两相摩擦阻力特性

在宽广的参数范围内试验研究了螺旋管在不同倾角放置时的单相及汽液两相摩擦阻力特性,获得了螺旋管放置方向及各主要系统参数对汽液两相摩擦阻力特性的影响规律。在对试验结果及前人研究结果进行详细分析的基础上,获得了第一个能适用于不同倾角放置螺旋管的单相及汽液两相摩擦阻力计算式,从而为汽液两相摩擦阻力及螺旋管的进一步研究和应用提供了依据。     

垂直下降沸腾管两相流传热恶化研究

<正>1引言 传热恶化有不同的类型,就工程换热设备设计和运行的实际需要来说,人们最关心的是以下几点：（1）传热恶化发生的位置（壁温飞升起始点）,一般用。cr来表示;（2）传热恶化发生后壁温飞升的最大值,一般用A儿。。来表示;（3）壁温飞升最大值的位置,一般用K。。。来表示;（4）传热恶化发生后的。mi。。本文着重分析讨论后3个问题。     

管壳式换热器壳侧湍流流动与换热的三维数值模拟

综合应用体积多孔度、表面渗透度和分布阻力方法建立了适用于准连续介质的N-S修正控制方程.用改进的k-ε模型考虑管束对湍流的产生和耗散的影响,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应, 对一管壳式换热器的壳侧湍流流动与换热进行了三维数值模拟.对计算结果进行了归纳,并与换热器冷态实验、前人的研究结果进行了对比分析,从而证明了该方法能更有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性,压降实验数据和计算结果符合良好.     

煤油在内螺纹管中流动沸腾强化传热特性

针对石油化工过程中沸腾传热设备技术改造的需要 ,在 3× 1 0 5Pa (绝对压力 )的条件下 ,对煤油在垂直内螺纹管中的上升流动沸腾传热进行了实验研究 ,将实验结果同煤油在光管中的实验结果进行了比较 .实验结果表明 ,内螺纹管中的沸腾换热系数是光管的 1 6～ 2倍 ,并且可在小温差条件下实现流动沸腾传热 .提出了煤油在内螺纹管中的流动沸腾换热系数的关联式 ,并对煤油在内螺纹管中的流动沸腾特性和强化传热机理进行了分析 .