表面改性高效热管传热性能实验研究

为了提高重力热管的传热能力,通过蒸发段烧结粉末多孔层和冷凝段进行Ni-P化学镀层来强化重力热管传热,并以水为工质进行了传热特性实验研究。自制热管并搭建热管传热性能测试实验装置,改变加热功率,计算在不同热流密度下的传热系数,并分析烧结粉末多孔层和Ni-P化学镀层对重力热管管内沸腾和凝结换热的强化机理。实验结果表明,与普通重力热管相比,表面改性高效热管的蒸发段平均传热系数提高了48%~73%,冷凝段平均传热系数提高了26%~47%。     

用于能量回收的高温热管

本文在探讨高温热回收的途径中,研究了五种基本的换热器以及各自操作的原理和优缺点。研究结果说明,热管和板翅式换热器用于高温操作时性能较好。两者相比,热管的压降较低,且是全焊结构。因此,有更大的使用价值。 当前的问题是寻找一种基本上适用于500°F～800°F的热管工作流体,并积累足够的寿命试验数据。在800°F～1800°F的范围内,用液体金属热管所积累的大量数据表明,在此温度范围内工作良好。     

管内周期性自旋流的强化传热实验

对间隔插入旋流片管内周期性自旋流的传热与流阻性能进行了实验研究,并比较了4种类型的旋流片及其不同旋流片间距的强化传热性能。结果表明,最佳旋流片间距Lp均在33d左右,旋流片强化传热的综合效果从大到小依次为:旋转角α=180°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=180°及旋流角β=38.1°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=38.1°的旋流片。     

国外动态

<正> 裂解炉采用热管换热器预热空气Chem.Process.,50[1],110(1987).加拿大 Alberta 乙烯装置几台裂解炉燃用气体燃料耗能131.88吉焦耳/时,烟道气排出大量热能。为达到节能要求,这些裂解炉设计采用了多段烟道气热回收和热管技术。热管热回收系统为长方形的箱体,尺寸为2.4×2.4×6.7米。翅片热管呈水平位置(约7°)排列,烟道气从下部管段的2/3处流过,管内工质蒸气被管段上部1/3处流过的空气冷却并冷凝。被加热的空气用作裂解炉燃烧空气。     

氨基硅油改性丙烯酸酯的合成及其对紫外光固化体系的影响

实验以甲基封端环己烷单胺型氨基硅油(MCAPS)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)为原料,经迈克尔加成反应,合成含硅改性丙烯酸酯。结果表明,其最佳合成条件为:V(DPGDA):V(MCAPS)=2:1,70℃反应24 h。含硅改性丙烯酸酯的质量分数由0增加到0.5%时,光固化膜表面水接触角由42.5°增至91.8°,表面电阻率由9.8×10~(14)Ω增加到17.3×10~(14)Ω,表面光泽度由117.6°下降到100.5°。     

小热管换热器散热效能试验设计与多因素分析

综合利用试验设计、模型拟合与统计学的方差分析方法,考虑多因素的影响,研究热风进口温度、冷风流量与倾角同小热管换热器散热效能的关系及影响程度。试验对象为采用烧结吸液芯小热管制作的换热器,采用气-气换热方式测试。试验结果表明,增大冷风流量与升高倾角均能提高烧结吸液芯小热管换热器的散热效能;0～20°倾角内,冷风进口温度为15℃,热风流量为70m3/h,冷风流量在30～90m3/h,烧结吸液芯小热管换热器的散热效能在0.27～0.39之间;倾角为20°时,热风进口温度在38～48℃且冷风流量在72～100m3/h可获得较高的散热效能。     

斜井抽油机设计中的几个问题

设计制造和安装使用的经验认为，斜井抽油机设计中应优先采用后置式游梁抽油机的结构形式；支架应采用向前倾斜10°、25°和38°三种结构并用销轴确定三个安装位置；连杆长度应有九种供选择；采用扇形曲柄且设置三组曲柄销安装孔，使平衡力矩和平衡相位都可调。上述几项措施相配合，可满足5°~18°、19°~31°、32°~45°三级井斜角调节平衡要求。最后，讨论了斜井抽油机四连杆尺寸设计应注意的几个问题和支架几何尺寸设计的计算方法。     

用微地震波法确定松辽盆地头台油田地应力场特征

在压裂过程中,利用地层岩石破裂产生的微地震波对松辽盆地头台油田10口水力压裂井的人工裂缝及天然裂缝方位、几何形态进行测试,确定了该油田地应力特征。分析结果表明,头台油田人工裂缝形成水平最大主应力方向为100°~120,°平均为110°;天然裂缝方向70%为0°~50,°地层中三向应力为南部较小、北部较大,构造断裂与天然裂缝的走向近似平行。     

高温水蒸汽处理后ZSM-5分子筛结构的变化

用多晶X 射线衍射法测定了高温水蒸汽处理后ZSM-5的晶体结构。处理后样品的空间群下降为C_(2h)~5-P_2_(1/n),晶胞参数为a=20.117(3)(?),b=19.877(3)(?),c=13.447(3)(?),α=90.17(5)°。它仍保持ZSM-5的两个垂直相交的通道系统,但其“Z”字形通道开口缩小,通道折角由处理前的156°降至147°,直通道开口由椭圆形变成圆形。两个通道开口直径皆为5.2(?),都近似正十元环。通道的几何构型如此改变,并使两个通道交叉处的空间以及通道的总体积减小,因此处理后提高了临氢降凝反应的选择性。     

表面多孔管的研制

试验了以烧结法制备表面多孔层的工艺过程,并初步测试了多孔管的传热性能。试验表明,表面多孔管显著地强化了沸腾给热,以-260—+300目青铜粉烧结多孔管为例,当热通量为25,000—30,000千卡/米~2·时时,沸腾给热系数可达16,000—17,000千卡/米~2·时·℃,此普通光管提高7—8倍。     

三相工质重力热管强化传热试验研究

为了提高重力热管的传热能力,把金刚砂颗粒加入到纯工质里制成三相工质重力热管来强化传热。对12.07、9.77、8.47、7.06和6.35μm的5种不同固体颗粒粒径的三相工质重力热管的传热性能进行研究,计算三相工质重力热管的传热系数,并与纯水重力热管的试验结果进行对比分析。试验结果表明,三相工质重力热管的最佳充液率为55%,最佳固体颗粒质量分数为5%;与纯水重力热管相比,三相工质重力热管的等效对流换热系数提高了16%～31%,固体颗粒含量和粒径对传热有很大的影响。     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

热管传热性能对小型热管换热器散热效能影响

在零重力辅助下,小热管热阻是小型热管换热器散热效能的重要影响因素之一。基于集总参数法对于换热器系统数值计算的高效性思想,建立了热管、热管换热器的集总参数模型。对同一热管换热器选用不同传热性能的热管,在不同传热温差和流体质量流速下,就其散热效能进行了数值计算。计算结果表明,在零重力辅助下,热管换热器管内热阻存在一临界值Rcri。当热阻RHP≤Rcri时,管外热阻起主导作用,热管换热器的散热效能εh几乎不随热管管内热阻的值而变化。     

热管改善油井井筒流体温度分布的理论研究

为了寻求经济节能的改善热敏感性原油井筒流动特性的工艺技术,基于两相闭式热虹吸管工作原理,提出了利用热管改善井筒流体温度分布剖面的方法.结合井筒传热模型及耦合热管传热理论建立了热管井井筒温度分布计算理论模型,利用该模型分析论证了热管改善井筒流体温度分布的原理及技术可行性.现场试验及理论研究结果表明:在不消耗额外能量的前提下,利用热管可以实现利用深部流体自身部分能量提高井筒上部流体的温度,进而改善井筒温度分布剖面.     

高温热管熔硫器

介绍了高温热管的工作原理、结构和传热性能,以及高温热管熔硫器在橡胶硫化工艺过程中的成功应用。     

小热管换热器性能分析与结构优化

对 3种不同结构小型热管换热器的传热性能进行了试验研究 ,应用人工神经网络方法对小热管换热器结构参数进行优化 ,得到了最佳设计参数 ,并从对流换热的角度对结果进行了理论分析 ,为小热管换热器开发研究与应用提供了依据     

热管换热器设计计算的线算图法

针对热管换热器设计计算公式复杂,计算工作量大的问题,提出了采用线算图法进行气气热管换热器设计计算的方法。将热管换热器设计计算中的对流换热系数、流动阻力和携带传热极限计算公式均以线算图的形式表示,并给出计算实例。线算图法与常规计算方法相比,两者的计算结果相差很小,但线算图法更方便、简单,同时可以清晰地表示各参数对热管换热器性能的影响。     

管式换热器的优化设计

针对管式换热器设计过程中几何关系的多自变量约束难题,提出了以管长、折流板间距与壳外径之比、管间距与管外径之比三个设计变量作为优化判据。将初投资额与年运转费用作为寻优目标函数,采用复合形电算法求解,避免了求导数复杂的数学运算。实例优化计算结果与常规计算结果的比较表明,优化设计可使管式换热器在满足给定约束条件下,节约２５ ％ 以上换热面积,提高管程和壳程的流速,从而提高传热系数,最终得到操作、能耗和投资等方面的最佳经济结构。     

基于Fluent的夹套式热管热交换器的数值模拟

将数值模拟计算方法和Fluent软件相结合,对夹套式热管进行三维数值模拟,研究了热管热交换器在余热回收系统中的特点和作用。根据夹套式热管热交换器结构特点及传热特征,建立了夹套式热管热交换器流动与传热的三维物理模型,采用非结构化网格划分,选用k-ε湍流模型和耦合传热法,研究了夹套式热管热交换器壳程温度场分布。结果显示,夹套式热管内沿工质流动方向温度层次明显,壳程靠近热管的部位温度梯度大。