湿式干釜直接接触传热蒸发过程

研究了非均相载热体直接加热物料的低持液量蒸馏釜即湿式干釜的传热蒸发机理。对底部进料情况下单泡滴在连续相（热载体）中的直接接触传热蒸发过程进行了数学模拟。通过模拟计算研究了泡滴的初始直径对连续相液深、泡滴完全汽化时间、瞬时传热温差以及瞬时传热系数的影响。提出了极限深度的概念,并推导出连续相极限深度的计算公式,对泡滴所处液深超过极限深度时的变化情况进行了分析。     

固液界面能差效应与冷凝传热强化研究进展

综述了固液界面能差效应强化冷凝传热的新机制及其对纯蒸气及含不凝气的蒸气冷凝传热过程影响的理论和实验研究进展.阐述了引入固液界面能差效应后的膜状冷凝、滴状冷凝和过渡状冷凝传热模型,及模型与实验数据的对比结果.介绍了利用固液界面效应强化纯蒸气和含不凝性气体的混合蒸气冷凝传热的强化技术.     

汽液固三相流动沸腾传热计算与实验研究

对汽液固三相循环流化床中流动沸腾传热进行了理论分析和实验研究 ,在此基础上结合渐进模型及表面更新机理建立了汽液固三相流动沸腾传热模型 ,模型计算值和实验数据吻合较好 ,最大偏差在 18%以内     

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能,在一内径为50 mm、高800 mm床内充以多孔填料,内插一根φ16 mm×2 mm的水-不锈钢热管的固定床反应器中,用并流向上的热水和氮气进行传热试验研究.研究结果表明：传热量随气相速度u_g增大而增多,在气相速度达到某一数值后,气相速度对传热的影响不显著;并采用最小二乘法拟合得到了试验条件下固定床鼓泡反应器床层与热管加热段管壁之间传热系数的经验计算式.所得到的方程得到了热模试验的验证.     

垂直受热通道中气液两相流传热性能的研究

在垂直受热通道中气液两相流的传热是一种从单相流、泡状流、弹状流、搅拌流直至环状流的各种流型的气、液两相复杂传热。本文采用了特制的实验研究设备,以水及其蒸汽为介质,研究了各种流型的传热特性及其影响因素(进料质量流速、热通量以及干度等),探讨了成膜条件,并用J.C.Chen双机理传热模型计算、分析了在不同情况下各机理对传热所起的作用。     

戊烷液滴群在水中汽化传热的实验研究

采用频闪摄影的实验方法研究直接接触汽化传热过程中戊烷液滴群的行为及与传热系数的关系,在研究的基础上总结了戊烷与水直接接触汽化传热的机理。分析了戊烷进口流量、水温、测试高度对戊烷与水液液界面面积的影响,进一步分析了泡滴上升速度、测试高度、戊烷汽化率对戊烷泡滴传热系数的影响。实验结果表明:随着测试高度和水温的增加,液液传热面积逐渐减小,而戊烷的流量增加使得单位体积的传热面积增加;连续相水的剧烈湍动和液液界面的频繁更新使得传热系数增加;流体的混合强度越大,越有利于减小传热热阻,促进水主体与界面水的传热。     

引入液固界面效应的滴状冷凝传热模型

针对液固界面相互作用对滴状冷凝传热的影响,以Rose滴状冷凝传热模型为基础,考虑接触角、脱落直径对冷凝传热的影响,对滴状冷凝过程中液滴空间序列上的构象,作时间序列上的重构,建立了包含液固界面效应的滴状冷凝传热模型.模型计算结果表明液固表面自由能差越大、接触角滞后越小则越有利于冷凝传热.为滴状冷凝文献数据间存在差异的原因提供了一个新的解释,即液固界面效应的影响.模型可计算得到在不同界面条件下的不同传热结果,模型计算结果与Rose实验值以及本文滴状冷凝传热实验较为吻合.     

液滴在热液相介质中上升汽化时的传热与传质

本文分析了液滴在不互溶的液相介质中上升汽化时的传热和传质,导出了数模,进行了数值求解,获知在泡滴与液相接触的汽液边界处温度下降和浓度升高,存在着溶液的过冷(或过饱和)边界层。实验结果与数模计算结果表明,该模型能够较好地预測液滴汽化的整体特性。     

液膜蒸发强化传热表面的传热与流动物性分析

本文提出了一种新的液膜蒸发强化传热表面形式即波汶丝网换热表面，在对热网结构尺寸进行了多种改变后，通过对其传热和流动规律研究发现合适的结构优化，瘵针使其性能优于其它网类传传热表面。     

不互溶液体间直接接触传热的研究进展

介绍了不互溶液体之间直接接触传热的主要研究内容和理论方面的研究进展,阐述了直接接触传热过程中泡滴与连续相之间存在的三种传热表面以及传热表面积和传热系数的简化计算,并给出了一些瞬时传热系数的合理表达式。最后,对直接接触传热过程在工程技术中的应用进行了简单介绍,并着重叙述了它在蒸馏领域中的应用情况。     

三相流体积传热系数的实验研究

本文以戊烷-水为研究物系，测定了气-液-液三相直接接触换热器内温度和压强的轴向分布，并依此数据对体积传热系数模型进行了求解，结果表明在气-液-液三相段内，体积传热系数随着轴向高度的增大而增大。但随着高度的增长其增大速率逐渐变小。而在相同条件下，体积传热系数随着分散相流量的增大而增大。     

错流旋转填料床的质、热同传性能及传热机理研究

为了研究错流旋转填料床的质、热同传性能,采用热空气-氨水体系,考察了进气温度T、超重力因子β、液体喷淋密度q和气速u对错流旋转填料床传热性能的影响,在相同实验条件下对比了丝网填料和乱堆填料的传热性能。研究结果表明：气相体积传质系数k_ya_e、体积传热系数(Ua)_s随进气温度、超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热效率ε、传热面积A随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大而增大;传热系数K随超重力因子、气速、液体喷淋密度的增大几乎不变,从而揭示了错流旋转填料床强化气液直接传热的机理是通过提高传热面积进而提高体积传热系数,而不是显著提高传热系数。在相同条件下,以丝网为填料时k_ya_e和(Ua)_s分别是乱堆填料的1.09~1.63倍和1.24~3.53倍。     

Study of an air-lift system,Part II: Heat transfer in co-current,vertical two-phase,non-boiling flows

Heat transfer at the inner wall for co-current vertical air-water mixture flow has been investigated in a 161.5 mm diameter pumping tube of an air-lift system. The experimental heat transfer coefficients were found to be significantly higher than those calculated from a single liquid phase correlation for the same liquid flow rate. The enhancement of heat transfer was found to be related to the flow pattern. A decrease of the heat transfer coefficient was observed in the transition region from slug flow to churn flow. Hydrodynamic and heat transfer models have been used to describe heat transfer during the slug flow regime and a correlation is proposed for the heat transfer coefficient in the liquid plug behind the gas bubble.     

固定床内错流传热——II.床层对壁给热系数的经验关联式

采用3种导热性能不同的固体颗粒为填充物,以空气为介质,在床层被加热的情况下,研究了固定床中内置圆管的错流传热.采用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到以床层对壁的平均给热系数、气体的导热系数和床层中被加热圆管的管径计算的Nusselt准数经验关联式:Nuf=31(lb0/ls)1.4(Db/Dp)0.2Rep0.33Pr0.62,Rep=10~180,Db/Dp=28~116,lb0/ls=0.5~0.2.Reynolds数以固体颗粒的等外表面积当量直径进行计算.结果表明,在错流传热过程中,表征气体流动特性的参数Rep仍是错流传热的重要影响因素,Nusselt准数除与床层的结构参数Db和颗粒的当量直径Dp有关外,还与颗粒的导热系数ls和床层的导热系数lbo密切相关.     

空气-石蜡直接接触换热特性实验研究

在间壁式换热器中石蜡因为其热导率低影响了蓄热系统的换热速率,采用石蜡与空气直接接触换热可大幅提高蓄热系统的换热速率。把常温的空气通过气体分布器注入熔融状态的石蜡（100~150℃）中,具体考察了表观气速、静液位高度和传热温差等参数对石蜡-空气鼓泡换热中体积传热系数与气含率的影响。实验结果表明,随着表观气速的增大,体积传热系数与气含率随之增大,并且对于气含率,在较低的表观气速下的增长速率更快;在实验条件下,增加静液位高度都只会导致体积传热系数与气含率的降低,而改变气液温差对体积传热系数的影响不甚明显。根据实验结果获得了石蜡与空气直接接触换热的体积Nusselt数经验关联式。     

微通道中气-液-液三相流流型及传质研究

使用双T型微通道,以体积分数为30%的磷酸三丁酯（TBP）的环己烷溶液-乙酸水溶液为萃取体系,研究了不同油水两相流量比及油水两相总流量条件下,气相的引入及气相流量分率α对流型及传质的影响,并获得总体积传质系数k_La与油水两相流量比q、气相雷诺数Re_g、液相平均雷诺数Re_M的关系式。研究结果表明,第1个T型接口处气相的引入所带来的气相剪切作用能促进第2个T型接口处分散相液滴的形成,可使液-液并行流转化为气-液-液三相弹状流;同时,由于气-液-液弹状流具有较高的相接触面积及内循环作用,传质系数k_La得到显著提高。     

Heat Transfer between Immersed Horizontal Tubes and Aerated Vibrated Fluidized Beds

Heat transfer coeffients between an immersed horizontal tube and an aerated vibrated fluldlzed bed are measured. There is a maximum value in the h-Г experlmental curve. The heat trander coefllcient increases with decreases in particle diameter in the fully fluidized region. The particle density has less effect on the heat transfer coetftclents. High smplltude and low frequency, or low amplitude and high frequency are favorable to heat transit. Exceedingly high gas veloclty is unfavorable to the surface-bed heat transfer. A model based on the ‘pocket‘ theory was proposed for predicting the surface-to-bed heat trausfer coefllclents in fully fluldlzed region. The predlctlons from the model were compared with observed data The reasonable fit suggests the adequacy of the model.     

节能型立式热虹吸再沸器的模拟

为了提高再沸器的用能效率，特将固体颗粒引入立式热虹吸再沸器的管程形成气－液－固多相流系统，以强化传热，并提出了该节能型立式热虹吸再沸器的数学模型。模拟计算表明，流态化技术的引入能够强化再沸器的传热，减小换热面积或系统的有效能损失。颗粒的密度对传热的影响较大，其增加可使管内传热系数增大；随着固含率的增加，管内传热系数增大；随着粒径的增加，管内传热 数先增加后减小，有一极大值，颗粒密度的增加可使该极值增大并出现得更早。     

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。     

Gas-liquid-liquid slug flow and mass transfer in hydrophilic and hydrophobic microreactors

Gas-liquid-liquid three-phase slug flow was generated in both hydrophilic and hydrophobic microreactors with double T-junctions. The bubble-droplet relative movement and the local mass transfer within the continuous slug and the dispersed droplet were investigated. It was found that bubbles moved faster than droplets under low capillary number (Ca), while droplets moved faster upon the increase of Ca due to the increased inertia. For the first time, we observed that the increased viscosity of droplets fastened the droplet movement. The mass transfer in the continuous slug was dominated by convection, leading to nearly constant global mass transfer coefficient (k_La); while that in the dispersed droplet was dominated by diffusion, resulting in k_L decreasing along the channel. Such features are analogical to the corresponding gas-liquid or liquid-liquid two-phase slug flow, but the formation of bubble-droplet clusters caused by relative movement lowered the absolute mass transfer coefficient. These results provide insights for the precise manipulation of gas-liquid-liquid slug flow in microreactors towards process optimization.