扭带插入件强化圆管内换热的计算方法

通过对在等功率条件下,强化圆管内低Re数气体传热的扭带式插入件的研究。其扭转比Y是影响换热系数及沿程阻力的重要参数,恰当选择扭转比Y,以及正确计算换热系数和沿程阻力是影响换热设备计算准确的重要环节。     

强化管内沸腾换热实验研究

主要研究在低过热度下微槽对流动沸腾换热特性的影响,分别以单工质甲醇和甲醇与甲苯的混合物为工质对不同流量情况下光管、直槽管和螺旋槽管的流动沸腾换热特性进行了实验研究。研究结果表明：对单工质甲醇来说,螺旋槽管可以明显起到强化传热作用,而且流量越低,强化传热效果越明显。对混合工质来说,当流量较低时,螺旋槽管强化传热效果不明显,而在流量较高时,强化传热效果比较明显。无论是单工质还是混合工质,直槽管在实验所能达到的壁面温度条件下不能起到明显的强化传热效果。还给出了螺旋槽管强化传热的定性解释。     

管内插入网状肋强化换热的数值研究

采用三维数值模拟方法研究了网状肋用于圆形通道的流动换热特征,分析了雷诺数Re、肋的形状、肋的网格间距、肋的直径以及流体与固体的导热系数比kf/ks对通道平均阻力系数和换热性能的影响,并引入换热性能评价指标PEC对2种网状肋进行了比较.结果表明:管内插入网状肋对流动阻力系数和换热性能有很大影响;方形肋的换热效果比圆形肋好,但其阻力较大;随着Re的减小,2种肋的降温效果均增强;肋的网格间距越小,则换热效果越好但阻力越大;随着肋直径的增大和流体与固体导热系数比kf/ks的减小,换热效果增强.     

管内单相对流强化换热及阻力特性的实验研究

通过实验对光管、内覆丝网管、轨槽管及多头内肋管进行了强迫对流换热和阻力特性的研究。根据工程需要，选用适当的准则对这些管子的强化传热进行了评价，在实验范围内得出了最佳管型。     

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。     

轧槽管内单相对流强化换热及阻力特性的实验研究

通过实验对不同规格的轧槽管进行了强迫对流换热和阻力特性的研究。根据工程需要，选用适当的准则对这些管子的强化换热性能进行了评价，在实验范围内得出了最佳管型。     

插入件强化传热综合效果评价的探讨

在对传统的插入件强化传热单侧效果评价方法基础上,提出综合效果评价的概念及推导出综合评价准则式,指出了其使用方法及注意事项。     

插入件异型钢管换热器传热及优化的实验研究

采用实验方法研究目前国内较为常见的几种管型及插入件配合成的换热管的热工性能，通过优化分析进行评价，并确定最佳的管型及插件配合方式。     

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。     

污水在纳米涂层管内的流动与换热特性

采用新型纳米抗垢涂料是解决城市原生污水冷热源系统污垢的有效措施之一。本文通过工程现场的实验,对XK-368钛纳米聚合物换热器专用涂料涂层管在污水冷热源系统中的流动与换热特性进行了测试。实验结果表明,在工程应用范围内,相同的广义雷诺数下,纳米涂层管的流动阻力系数约为普通无缝钢管的93%;对流换热系数约为普通无缝钢管的89%。这主要是由于涂层表面较为光滑,导致管内污水层流底层的厚度较普通无缝钢管大所引起的。     

管内填充多孔介质强化换热的数值研究

管内填充多孔介质强化换热的基本原理是构造热边界层,增大壁面附近流体的温度梯度,并且流动阻力增幅不大。本文运用数值模拟的方法,模拟填充多孔介质管内的流场和温度场,探讨填充比例φ、渗透率Da以及空隙率ε对管内对流换热的影响规律。研究表明,提高填充比例φ和减小渗透率Da都能明显提高换热效果,但也增加了管内流动阻力。空隙率ε对强化换热作用不大,但高空隙率可以明显降低管内流动阻力,在实际中应选用空隙率较大的多孔介质。     

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%。     

CO2不同螺纹管管外强化换热的实验研究

通过对CO2的物理特性及水平光管与不同螺纹管管外沸腾换热进行实验研究,得出了换热系数随蒸发压力和热流密度的变化关系。拟合得出CO2在蒸发压力的范围为2.6~3.6MPa、热流密度为10~50 kW.m-2的换热关联式h=A.qn。与Cooper预测值的偏差在±15%之内,与Ribatski关联式预测值的偏差在±7%之内,与Ye实验关联式预测值的偏差在±9%之内。在CO2在光管管外沸腾换热的基础上进一步研究其在螺纹管管外沸腾对换热的强化效果,为CO2强化换热进一步发展提供依据,具有一定工程实践意义。     

丁胞型强化换热管内突起结构对流传热及阻力的数值模拟

采用SIMPLE算法求解RNG k-ε方程,分析丁胞强化换热管管内流动传热情况,研究管内侧突起结构对于单相气体流动过程的强化传热性能和压力损失,并和文献中的实验值进行对比.结果表明,丁胞管管内突起虽会使突起左右两侧局部换热系数减小,但总体上是增强了换热性能,且随着Re的增加强化换热效果更明显.同时也因形阻力增大了流动阻力.     

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。     

管内在线防垢及强化传热的实验研究

以饱和ＣａＣＯ３为物料,研究加热器管内移动弹簧的防垢,强化传热性能和结构参数及操作变量的相互影响。文中对防垢和强化传热的机理进行了探讨和实验研究,给出了强化传热和防垢的理论依据。     

椭圆管矩形翅片表面换热规律的实验研究

作者采用质热比拟技术，对翅片表面的局部传质系数进行了实验研究，分析了翅片表面气流的流动特性和对流换换机理，并由表面换热的强弱，提出了区域划分管理。     

螺旋槽管螺距与螺深对强化换热影响的数值研究

基于简化模型,对9根具有不同槽深和螺距的六头螺旋槽管的换热性能进行三维数值模拟研究。基于计算结果,分析螺旋槽管内的流动以及槽深和螺距对换热的影响。螺旋槽管的换热性能随螺距的减小而提高,螺距较小时换热性能随槽深的增大而上升,当螺距较大时槽深变化对换热性能影响不明显,甚至有负面作用。     

换热表面直接与间接测温的对比性实验研究

进行了沸腾换热表面的间接测温与直接测温的对比性实验研究。以水和乙醇作工质,对大气压力下的池沸腾换热平表面,用间接测温法和直接测温法同时测量壁面过热度,对两种测温方法的结果进行了比较研究。同时,用直接测温法进行三种不同管径的光管沸腾试验,并把实验结果与Rohsenow公式进行了比较。大量实验结果表明,在一定操作条件下,直接测温法测量沸腾换热表面过热度误差较小,是一种简便而又行之有效的方法。