带旋流口的椭圆齿平带传热管内自动清洗及其强化传热

针对较低流速下传热管内容易生长污垢和低传热系数问题,本文提出一种具有旋流口椭圆齿的新型平带。在平带的椭圆齿前两侧设计交错排布的旋流口,使传热管内的液体形成类似斜齿螺旋扭带那样的螺旋线液流,从而使旋流口椭圆齿平带同样具有斜齿螺旋扭带能够在较低流速下可靠自转清洗防垢的功能。由于平带上轴向等距离排布的椭圆齿齿后产生大量强烈的涡流,使管内的对流传热得以非常有效的强化,管内侧传热膜系数比空管时提高近一倍,其强化幅度达到光滑扭带的6倍以上。虽然流体阻力远高于光滑扭带,但是设备阻力仍然在一般工程容许的范围内。这种新型结构的旋流口椭圆齿平带可以注塑成型,制造费用低、制品质量好,便于大批量生产和推广应用。     

换热器自转螺旋扭带自动阻垢技术应用研究

以内置自转塑料螺旋扭带换热器为研究对象,对换热管中有、无自转扭带时污垢的粘附速率、换热器的动态污垢热阻、管壁的磨腐速率进行了工业应用对比试验研究。研究结果表明:自转清洗扭带的防垢、除垢、清洗效果显著,扭带管的污垢平均粘附速率是普通光管的54%;动态污垢热阻比光管下降了30%;塑料扭带对管壁的磨损微乎其微。为自转螺旋塑料扭带的工业应用推广提供了依据。     

蒸发器的自然循环自动清洗试验研究

自然循环自动清洗式蒸发器是解决蒸发器结垢问题的理想方案。其关键是能否在合理的加热温差下产生足够大的自然循环推动力 ,能否足以带动自动清洗螺旋扭带可靠地自转。常压蒸发条件下的中试结果表明 :传热温差只有 2 6℃时 ,自然循环推动力可以达到 11k Pa以上 ,能可靠地带动扭带自转 ,实行连续自动清洗 ,使传热系数提高 10 %以上。该技术与现有的蒸发生产工艺和加热蒸汽压力条件完全相适应     

蒸发器结晶垢螺旋纽带自动清洗技术研究

概要地叙述了蒸发器结晶垢的螺旋纽带自动清洗技术的结构原理,直接利用蒸发溶液的循环流动能带动加热管内的螺旋纽带旋转清洗。根据结晶动力学原理,对碳钢管Φ25×2.5×1820内Na2SO4、KCIO3的冷却过饱和溶液的结晶盐垢进行流体动力学模拟试验研究。结果表明,能够满足一般生产蒸发器的自动清洗要求,达到长期连续生产的目的,并且设备成本费用低,具有显著的技术经济优势,可以在制糖、制盐、烧碱、化工、食品、制药等工业生产部门广泛应用。     

自转螺旋扭带管内湍流特性研究

应用激光测速仪LDV(Laser Doppler Velocimeter)对自转塑料螺旋扭带管的湍流特性进行了实验研究。结果表明：与普通光管内流体的流动相比,自转塑料螺旋扭带管内流体的湍流特性发生了根本性的变化：流体在自转塑料螺旋扭带的带动下,呈螺旋流动,而且在近管壁环形区域内流体的轴向分速度明显比管中心区域的高,提高幅度为25％左右,轴向湍流度比无自转扭带的大,提高幅度为68％左右;切向分速度随半径的增大而增大,而且切向湍流度很大,比轴向湍流度大10倍左右。流体的这些湍流特性的测得为自转塑料螺旋扭带管内对流传热强化机理的深入理论研究提供了实验支持。     

自转清洗包塑钢丝螺旋的动力学特性试验研究

本文围绕自转清洗包塑钢丝螺旋的动力学特性进行实验研究。钢丝螺旋的自转动力矩特性,与管内流速的关系呈现为随流速增大而增大的抛物线曲线;开始自转需要的管内流速与钢丝螺旋自身的螺旋角大小关系,则是先随着螺旋角增大而减少、后来随着螺旋角增大而增大,并且以44°螺旋角为最低;管内沿程阻力与钢丝螺旋螺距大小的关系,则是随着螺距增大而显著减少。     

喷气自转平带清洗式立式管内低流速水冷器

喷气自转平带清洗式立式管内低流速水冷器,在每根传热管内放置塑料斜齿平带.运行时斜齿平带是对流传热的高效强化元件,管内侧对流传热系数αi强化的幅度为85.7%.污垢清洗时又是非常有效的清洗元件.清洗动力是由低压气源鼓风机供给、从进口底室内喷气管进来的自转气流.在喷气管喷出气流与冷却水的混合物带动下,斜齿平带实现剧烈地往复运动清洗.往复运动周期通过喷气管自转速度可以调节.在线清洗速度快,不会擦伤管壁,可靠性高,无污染,操作简便,费用低廉.这种水冷器能够长期保持高效运行,对管内冷却水流速几乎为零的立式设备都同样适用,并且结构简单,制造成本增大10%左右.     

自然循环蒸发器往复螺旋流体动力清洗实验研究

针对蒸发器结垢严重及强制循环泵能耗高的问题,提出了一种用于自然循环蒸发器加热管内往复螺旋在线清洗技术,依靠气液两相流速度场的脉动实现工作螺旋轴向往复振动实现均匀防、除垢. 以水为实验介质,设计了6根加热管的常压蒸发实验台,用不同往复弹簧和工作螺旋组成的清洗装置进行了实验,并在优化参数下得到了工作螺旋轴向往复行程、循环流速与传热温差的关系. 结果表明,加热管规格为外径38 mm、壁厚2 mm、管长2 m的常压蒸发条件下,往复弹簧弹性系数K=7.0~8.0 N/m、工作螺旋螺距与管内径比为0.676~0.764且传热温差大于18℃时,系统循环流速不低于0.57 m/s,工作螺旋往复行程稳定大于一个螺距,满足均匀除垢需求.     

硫铵蒸发器列管结垢的清洗工艺

介绍了硫铵降膜蒸发器列管的结垢情况,对结垢进行了X衍射荧光光谱定性分析和化学定量分析,根据分析结果对列管进行疏通水洗—加热碱洗—常温酸洗—水洗钝化等多步清洗工艺。试验证明,该工艺简单、效果良好,能够处理常规物理方法难以处理的质硬蒸发器结垢,具有良好的推广应用价值。     

自转螺旋扭带管内三维流动与传热数值模拟

建立了内置自转螺旋扭带管的三维流动模型,采用RNG k-ε湍流模型对管内流场进行了数值模拟,得到了流体的流动和传热特性.研究表明：自转扭带管内的流动是复杂的三维螺旋流动.流体在扭带与管内壁环缝区域的轴向速度比光管的大;流体在与扭带宽度等直径范围内的切向速度随半径的增大而增大,流体在扭带与管内壁环缝区域内也存在明显的切向速度,但随半径的增大而减小;而光管内流体的流动只有随机的切向运动,且其切向速度要比扭带管内的切向速度小2个数量级;扭带管流体的径向速度和湍流度也比光管的大.扭带管内流体近管壁区域轴向、切向、径向速度和湍流度的加大,强化了管内的对流传热,其表面传热系数大于光管.另外,速度场的模拟值与激光测试值进行了比较,二者吻合较好.     

换热管内插入间隔自旋扭带流阻与传热特性的实验研究

通过实验研究了内置间隔自旋扭带的换热管的传热和流阻特性。实验结果表明,间隔扭带的换热系数和摩擦系数都低于全长扭带;扭转比越大,间距对换热管阻力和传热特性的影响越小。此外,作者还建立了包含间隔扭带结构参数在内的流阻与传热特性的经验关联式。     

扁管换热器内纵向涡强度与换热强度对应关系

纵向涡强化传热技术在管翅式换热器中得到了广泛的应用。但是一直以来对纵向涡强化传热的研究主要停留在涡产生器结构参数及布置方式对换热的影响方面,文献对纵向涡强度与换热强度之间定量关系的研究鲜有报道。建立了采用纵向涡强化传热的扁管管翅换热器数值模型,采用二次流强度参数Se分析了翅片及涡产生器结构参数变化时,通道内纵向涡强度与换热强度之间的定量关系;并定量分析了通道中涡产生器引起的纵向涡强度增量与传热强化量之间的定量关系。结果表明:翅片及涡产生器结构参数变化时,Nu、Se与Re之间,以及阻力系数f与Re及Se之间均不存在定量对应关系,但Se与Nu以及ΔSe与ΔNu之间存在对应关系。这表明,在布置有纵向涡产生器的扁管管翅换热器翅侧通道内,纵向涡强度决定了通道内的换热强度。     

自旋扭带强化传热及旋转特性

旋转扭带是在固定式扭带基础上发展而来的, 因其特殊结构所以能在管内流体作用下产生自旋效果。本文对自旋式扭带旋转特性及强化传热特性进行研究。通过理论及实验研究管内自旋扭带旋转特性后得出:扭率越小, 扭带克服阻力起始旋转需要的流体速度越小;扭带转速与管内流体流速呈一次线性关系, 且扭带节距不变时线性比例基本保持不变。通过实验研究后得出:自旋扭带能达到很好的强化传热性能, 扭率越小其强化传热性能越明显, 同时阻力特性也越明显, 在雷诺数为4×10³～4×10⁴、扭率为3～8时, 换热管内摩擦因子增至1.7～3.5倍, 努赛尔数增幅为10%～37%。本文使用评估指标η对扭带进行综合评价, 得出扭率为7的自旋扭带具有最佳的综合性能。并分别拟合出摩擦因子及努赛尔数与雷诺数、扭率之间的关联式, 提出一种工程上自旋扭带选型方法。     

基于扁管的蒸发式冷凝器管外传热传质特性研究

强化蒸发式冷凝器管外传热传质可有效降低系统能耗，利用Fluent软件，结合自编译程序及组分输运模型对扁管蒸发式冷凝器管外传热传质过程建模，选取了等周长圆管模型进行比较，研究了二者传热传质性能的差异。通过研究管外液膜厚度及速度，以及管外温度分布和含湿量的变化规律，对比了扁管和圆管的平均表面传热系数，结果表明扁管的平均表面传热系数于圆管提升了9.04%。模拟了风速从1.5 m·s^-1变化至3 m·s^-1以及喷淋密度从0.15 kg·m^-1·s^-1增加至0.3 kg·m^-1·s^-1时对扁管式蒸发式冷凝器换热的影响，得到随着风速及喷淋密度的增加其平均表面传热系数分别增加了5.68%和30.26%。对扁管式蒸发式冷凝器管外的传热传质特性的研究为其应用提供了理论指导。     

管壳式换热器振动疲劳与强化传热技术评析

说明了利用流体诱导振动来强化传热和开发新型复合技术对换热器优化运行的重要性,并结合工程实际给出了振动疲劳的定义.分别对管壳式换热器壳程流体工作流速的一般分析方法和双程强化传热技术进行了评析.以换热器内能量平衡的观点为依据,给出管束长期在振动疲劳效应下工作时,计算壳程流体工作流速的一般流程.最后,确信必须通过应用新型传热元件、利用计算机技术、完善专家系统和丰富故障诊断经验,才能更加有效地利用流体激振的能量强化传热,进一步延长管束的使用寿命,使整个换热系统更好地服务于工业生产.     

阀类零件的超声清洗及多工位自动清洗线的设计开发

从超声清洗机理入手,简要分析了影响清洗效果的因素。结合实际经验,探讨了阀类零件超声清洗的一般流程和超声清洗工艺技术参数的合理选择。作为应用实例,介绍了阀类零件多工位自动清洗线的总体设计和机械结构及功能。     

全自动平板导热仪的研制与应用

简要介绍了中钢集团洛阳耐火材料研究院研制的全自动平板导热仪的原理、结构、特点和应用。该热导率测试仪的设计基于ASTM C201和GB/T 17911中对于热导率测试的要求,采用先进的测控技术,实现了循环水恒压恒温,测试过程自动控制,数据自动采集,避免了人工调节和测量带来的不确定性和人为误差,提高了控制精度和稳定性,在降低人工成本的同时提高了测试效率。单层试样多温度点测试和多层试样多温度点测试结果表明,本设备在测试过程中可对试样冷热面温度、量热器水温及中心量热器-保护量热器温差进行稳定控制,可实现温差调零的自动调节,极大地提高了测试的准确度。     

管壳式换热器强化传热的数值模拟分析

阐述了换热器管程强化传热强化管和管内插入物2种结构及其性能特点,并用场协同原理和数值模拟方法分析了其强化传热机理。模拟分析的结果为:光滑管内,速度矢量与温度矢量二者之间的夹角接近90℃,传热效果较差;在管内插入物情况下:两者之间的夹角小于90℃,流场和温度场的协同性更好:从而实现了强化传热。