涡流发生器对直接空冷凝汽器换热的影响

通过数值模拟研究了矩形小翼、三角小翼、梯形小翼、柱面梯形翼、柱面三角翼和柱面矩形翼等6种涡流发生器分别安装于直接空冷凝汽器单排蛇形翅片扁管中的压降和换热性能。Re数在600~1800范围内,涡流发生器采用相同高宽比、尾高、攻角以及安装位置。结果表明:矩形小翼的换热及压降增大最多,Re=1729时,相比平直翅片分别增加了14.27%和18.32%。Re=1 729时,柱面梯形翼的压力损失比矩形小翼少4.7%,换热低1.5%。当以(j/j0)/(f/f0)1/3作为综合换热性能评价标准时,柱面梯形翼的综合换热性能最好。另外,考察了柱面梯形翼倾角的影响(0°、6°、12°、20°、24°和26°),相同工况下,倾角为12°的柱面梯形翼换热最好(较平直翅片增强4.29%~14.1%)、压降最小(增大7.5%~12.8%)且综合换热性能最好。柱面梯形翼因其迎流面积与斜边长度的匹配以及流线型柱面,具有良好的强化传热效果以及较小的压降。     

直接空冷系统单排管换热元件有限元分析

针对直接空冷系统单排管基管和翅片之间的焊接强度进行了模拟分析。采用ANSYS软件的有限元分析方法得到典型工况条件下单排管换热元件的应力分布与结构形变,确定了结构的危险部位和最大应力。     

单排管直接空冷换热元件性能试验

为了探究结构参数对空冷元件流动传热特性的影响规律,为空冷凝汽器优化选型提供参考,通过实验室性能试验,研究不同结构尺寸的单排管直接空冷换热元件的热动力性能。结果表明:迎面风速增加,单排管空冷元件传热系数增大,空气阻力亦随之增大;在元件结构参数基本相同的前提下,迎面风速一定,随着翅片厚度减小,空气阻力降低,换热效果增强。据此,将单排管空冷元件与双排管空冷元件的流动换热特性进行技术对比,发现在工程设计常用的迎面风速下,单排管空冷元件与双排管空冷元件的换热系数相当,而单排管空冷元件的阻力明显小于双排管。     

纵向涡流发生器强化传热数值研究进展

对近年来纵向涡流发生器在换热器气侧强化传热和流阻性能的数值研究进行综述,内容包括:纵向涡流发生器类型及布置方式;纵向涡流发生器强化传热和流阻性能;纵向涡强化传热机理.分别对带斜截半椭圆柱面和斜截半椭圆柱体矩形通道内的层流流动和传热进行数值模拟.结果表明,两涡流发生器强化传热效果几乎相同,比平直通道高72.7%～133.1%;压力损失分别比平直通道增加100.4%～168.3%和108.1%～183.5%,斜截半椭圆柱面强化传热和流阻综合性能优于斜截半椭圆柱体.     

单排管凝汽器——火电空冷的新发展

针对单排管凝汽器的防冻机理及其抗冻优点与自然通风优势结合，形成自然通风空冷凝汽器（ＮＤＣ），并进行了论述。     

直接空冷单排管换热器试验研究

通过试验研究掌握单排管换热器流动和传热规律,对于空冷技术的国产化具有重要的意义。详细介绍了试验台架系统和测量方案。在深入分析了单排管换热器流动和传热过程的基础上,利用传热风洞对单排管换热器进行了热工水力试验研究。采用保持空气入口温度不变,同时固定初始温差的方法,综合考察了单排管换热器的流动阻力和空气侧传热系数等关键参数,得到了在不同空气迎面风速下流动阻力和传热的关联方程式,为工程优化设计提供依据。另外,还分析了不凝结气体对单排管换热器传热性能的影响。     

国产空冷单排管流动和传热性能研究

波状翅片扁平管,即单排管是直接空冷凝汽器的一种基本换热元件。单排管外空气侧的流动和传热性能研究,对于直接空冷凝汽器的优化设计和安全运行具有重要的意义。在不同迎面风速下,对国产空冷单排管空气侧进行三维数值模拟,并对速度场、温度场进行分析和研究,拟合出单排管阻力和传热系数随迎面风速变化的计算公式,为直接空冷系统的优化设计提供帮助。     

大气腐蚀对直接空冷单排管性能影响的试验研究

通过进行单排管铝翅片(A3003)的实验室模拟酸雨地区大气腐蚀加速试验,研究了腐蚀前后单排管束的空气侧阻力和热工性能的差异.结果表明,大气腐蚀12.8年的管束翅片表面出现密集点蚀,使得表面粗糙而引起空气侧阻力增大,管束换热系数降低,换热能力有一定程度的下降.     

柱面梯形翼强化直接空冷凝汽器换热及其流阻性能的数值模拟

通过数值模拟的方法,利用综合因子(j/j0)/(f/f0)1/3研究Re=600~1 800范围内,柱面梯形翼(攻角、位置、布置方式、排数)对直接空冷凝汽器单排蛇形翅片扁管空气侧换热和阻力的影响。结果表明:在所研究的范围内,攻角β=30°、距管壁c=2 mm、距入口b=50 mm、前低后高近管壁的柱面梯形翼以及三排错列和前沿间距11mm的1对柱面梯形翼对单排扁管的强化换热和流阻的综合性能最好。根据计算结果拟合Nu数与Re数、倾角、攻角、距管壁距离和距翅片入口距离的无量纲关联式,为布置柱面梯形翼的单排蛇形翅片扁管工程设计和优化提供了依据和参考。     

涡流发生器强化换热和压降特性的实验设计

针对强化气侧换热是提高换热器效能的关键,设计建立了研究涡流发生器强化换热性能和压降特性的实验测试系统。通过对涡流发生器强化换热机理及压降特性的分析,建立了研究不同结构和尺寸的涡流发生器的实验装置,并详细介绍了实验方案和程序。实验采取的是气-水逆流换热装置,空气、热水入口温度在基本保持不变的情况下,测量换热板壁面温度、气水进出口温度、水流量、风速和气侧压降,研究不同工况下涡流发生器的强化换热性能和压降特性。可选取不同形状的涡流发生器进行对比性实验和优化实验,以更好地评价涡流发生器的性能,为涡流发生器的模型优化和改进提供实验基础。     

脉动流条件下带突起内翅片管强化传热数值研究脉动流带突起内翅片管强化传热数值研究

对一种周期性带突起纵向内翅片管通道内的流动与传热特性进行了非稳态三维数值模拟。分析了带突起内翅片管通道在进口流速呈正弦波脉动流时其横截面二次涡流在1个脉动周期内的变化规律；得到了内翅片管平均Nu数及阻力系数f在一个脉动流动周期内的变化规律；同时进一步计算分析了不同脉动流脉动频率对内翅片管传热性能及阻力性能的影响。研究表明：在脉动流动的影响下纵向内翅片管的传热能力得到强化，随着脉动频率的增加，纵向内翅片管传热系数的增大幅度逐渐大于阻力系数。     

矩形通道中不同涡流发生器对换热和压降的影响

对矩形通道内布置单排一对直角三角翼、矩形翼等以及研制的斜截半椭圆、半圆柱面涡流发生器的换热和压降特性进行了对比性实验。实验雷诺数Re在700～26800范围内,所有涡流发生器采用相同的高宽比、斜截倾角、迎流攻角和前沿间距。结果表明,斜截半椭圆柱面强化换热和压降综合性能最好。Re为700、4000和2×104时,最高局部换热系数分别约比平直流道增加了16.9%,9.3%,11.4%。斜截半椭圆柱面的阻力损失比矩形翼要小得多,Re为2×104时,约比矩形翼低37.9%。经分析,斜截半柱面涡流发生器能够产生端部涡和根部马蹄涡系,具有优越的强化换热效果,且由于其流线型柱面而压降较低。柱面相对柱体加工简单,制作方便。     

火电站直接空冷凝汽器传热系数实验关联式

不同工况下直接空冷机组空冷凝汽器的传热系数,对确定机组冷端的热负荷能力、进而确定环境条件和运行参数与机组排汽压力之间的关系具有重要意义,是进行机组优化运行最重要的基础数据。针对目前我国600 MW直接空冷机组冷端系统的典型结构,利用直接空冷凝汽器单体性能实验台进行实验研究,根据实验数据得到了凝汽器翅片侧无量纲努塞尔数随空气流动雷诺数的变化曲线,拟合出相应的准则关联式,并进行了系统的误差分析。该关联式可为描述变工况条件下空冷系统的性能奠定基础,并为不同环境、气候和气象条件下机组运行参数的优化提供依据。     

直接空冷凝汽器翅片散热器流动传热特性

为了给直接空冷散热器的优化设计和直接空冷机组的运行提供一定的参考,采用CFD方法,研究单排扁平管在不同迎面风速和环境温度条件下翅片通道内流场和温度场分布,得到空冷凝汽器冷却空气对流换热的表面换热系数和压损随迎面风速的变化规律,并通过拟合得到对应的关联式。结果表明：随着迎面风速的增加,表面对流换热系数和压降均有显著增加;环境温度的变化对空冷单元的散热量影响较大。研究结果对于直接空冷的运行设计具有重要的意义。     

蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性的数值研究

对直接空冷凝汽器蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性进行了研究,利用FLUENT软件对翅片空气侧流动和传热性能进行数值模拟．分析了不同来流风速和翅片长度对传热系数和压力损失的影响．为空冷凝汽器传热元件的设计与优化提供数据支持。     

直接空冷汽轮机排汽装置内部流场的数值模拟

采用k-ε模型并结合壁面函数法,利用SIMPLE算法编程,对某具有内置式低压加热器和减温减压器的直接空冷汽轮机排汽装置的内部流场进行了三维数值模拟,得到了整个排汽装置内部流场的速度分布情况。结果表明,内置式低压加热器和减温减压器使排汽装置接颈出口流场速度分布的不均匀性加大,从而导致蒸汽在排汽装置内流动的汽阻和压损增大,最终影响到机组运行的经济性。     

管内变物性流体减速时对流换热实验结果的数值模拟

用一组封闭的迟豫方程来计算湍流应力τT 和湍流热流密度 qT,从而建立起湍流迁移模型 ,此模型与大量实验结果相吻合 ,具有普适性。采用此湍流迁移模型对圆管内变物性流体在减速流时并考虑非定常流的影响 ,对热交换过程进行数值模拟研究。与实验相比较 ,得到较一致的结果。表明 :同时考虑变物性和非定常性的影响 ,使得数值模拟和实验的比较具有实际意义