塔烟内直冷管束换热性能数值分析

通过建立几何、计算模型,对不同环境风速、温度和热负荷进行了塔烟内换热器换热性能的数值计算,得到了不同场的变化规律,并根据换热器出口面的风量和风温的变化,对影响换热性能的因素进行了分析。结果表明:换热器的换热性能与风速、布置位置、环境温度及热负荷等因素的有关。随环境风速增加,各换热器通风量下降;迎风布置的换热器通风量最少,背风侧的最大;环境温度高,热负荷小,各换热器通风量少;环境温度低,热负荷大,换热器通风量增加。换热器通风量越多,其换热性能越好,反之亦然。因此,换热器布置在烟囱内外筒间的夹层空间内,能够满足冷却一定的热负荷的要求。     

满液型海水淡化蒸发器的换热特性研究

海水淡化装置，太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器目前使用管排外降膜式蒸发方式。如将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中则变为满液式蒸发换热器，利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化换热机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热，在间隙尺寸适宜时，其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。该研究以盐水为实验工质，对紧凑传热管束受限空间的沸腾换热进行了实验研究，确认了满液式蒸发换热器也具有很好的换热性能，在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

印刷电路板式换热器的设计分析

为了对基于超临界二氧化碳燃气轮机余热利用循环的印刷电路板式换热器进行性能分析,提出了一种定热负荷下对印刷电路板式换热器的离散分析方法。该方法将印刷电路板式换热器看成由许多子换热单元组成的整体,利用MATLAB建模,并参考了美国国家标准与技术研究院的物性库。通过分析定热负荷下,不同冷热侧流速对印刷电路板式换热器性能的影响。结果表明:二氧化碳在临界点和近临界点附近的比热具有较大的变化。采用分段设计的方法可以避免换热器性能剧烈变化带来的问题。在相同的初始条件下,换热器局部效率随冷流体质量流量的增加而增大,但是平均对数温差随冷流体质量流量的增加而减小。因此,换热性能的提高是以热导率为代价的。为了提高超临界二氧化碳印刷电路板式换热器的性能与安全运行,必须仔细选择设计参数的工作范围。     

两相闭式热虹吸管传热特性研究

本文通过实验研究在不同热流密度下,两相闭式热虹吸管传热特性,并通过计算比较了三个较为常用的换热准则系统,同时提出了改进意见,为热管换热器的设计提供了较为可靠的依据。     

紧凑传热管束受限空间内沸腾强化换热特性

海水淡化装置以及太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器,采用管排外降膜式蒸发方式,它具有很多优点,但管间距离较大,以致尺寸较大,供液方式较复杂。将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中,将其变为满液式蒸发换热器,利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热,在间隙尺寸适宜时,其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。对紧凑传热管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究,确认了满液式蒸发换热器具有良好的换热性能,在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

土壤源地热换热器的传热性能分析及优化设计研究

文中对垂直U型埋管土壤源地热换热器的传热性能进行了分析,并优化设计计算了不同负荷下地热换热器的长度.首先根据土壤源地热换热器的传热性能分析,在满足工程实践的基础上,选择了IGSHPA模型简化下的传热分析方法计算传热热阻;然后利用一维导热和线热源模型,得到流体至管道内壁的对流换热热阻,塑料管壁的导热热阻,钻孔内部的导热热...     

基于最小熵产的地埋管换热器优化设计研究

对于地埋管换热器,综合考虑传热性能和消耗的功率,建立管内流体的熵产模型。考虑两支管间热短路影响,确定流体沿管长的温度分布。以最小熵产为目标,根据沿埋管深度的温度分布,在不同换热负荷条件下,确定地埋管换热器的最优长度和管径随流量的变化关系,换热负荷确定时,埋管的最优管长随流量增加而减小,地埋管的最优管径随流量的增加而增大。在流量一定的条件下,埋管的最优管长随换热负荷的增加而增加,最优管径随换热负荷的增加也相应增大。以青岛市某实验室土壤源热泵系统为例,分析最优长度和管径对换热效能及系统性能的影响。     

紧凑型强化传热管管束受限空间内沸腾强化换热特性

采用满液式蒸发换热器，利用强化传热管管束受限空间内早期沸腾强化机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热。其换热性能大大优于降膜式蒸发换热器。对紧凑型滚压表面传热管管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究，确认了满液式蒸发换热器使用紧凑型滚压强化管束具有良好的换热性能，在小管间距时有显著的沸腾换热复合强化效应。     

海洋温差发电系统热力学及热经济性分析

以热力学基本原理为基础,建立了海洋温差发电系统仿真模型,对比分析了亚临界状态下R717、R134a和R600三种工质系统在约束蒸发器窄点温差条件下优化目标函数随蒸发温度的变化规律。结果表明:蒸发温度越高,不同系统换热器的热负荷以及冷、热海水泵功率越小,最佳蒸发压力和工质泵功率越大;不同系统的热效率和单位换热面积输出电量与蒸发温度的相关性较大,随蒸发温度的增加近似线性递增。蒸发器的换热面积与循环工质种类的相关性较小,但冷凝器的换热面积与循环工质种类的相关性较大。R717循环更接近于卡诺循环,R717的系统热效率最大,热负荷及泵功率最小,且其热经济性目标函数值在合适的范围内,是海洋温差发电系统较为理想的循环工质。研究结果可为海洋温差发电系统的设计、试验及设备选型提供理论参考。     

热泵间歇制热及土壤热响应特性的研究

研究了广东地区地源热泵机组间歇式运行模式下埋地管换热器的换热能力及土壤热响应特性。土壤源热泵系统的单U、双U埋地管换热器深30m,在连续运行工况下,系统运行12h后土壤温度变化很小,单U和双U井的土壤平均温度分别下降5.16℃和6.30℃,系统停机后自然恢复到初始温度需要长达75h。分别取开停时间比3h:5h和4h:5h进行实验,并比较了间歇和连续两种工况下地埋管换热能力的大小,发现间歇工况下单U井的换热能力可分别提高8.3%和7.6%,双U井可分别提高10.2%和3.1%。     

多股流换热器动态过程场协同分析

建立了多股流板翅式换热器动态数学模型,通过换热器入口温度及流量阶跃的改变,模拟过渡过程中温度场的动态响应,利用温差场均匀性因子对多股流换热器过渡过程动态特性进行了评价,通过分析内部温度场与速度场的协同关系,揭示温差场在动态过程中的变化特征.将温差场均匀性因子与过渡时间结合,建立了自组织能力系数,并对多股流换热器控制品质进行了分析.多股流换热器在流量阶跃时,温差场均匀性因子平缓迁移,而温度阶跃时变化剧烈且存有极值.多股流换热器自组织系数越大,越易达到新的热平衡.     

Countercurrent Double-Pipe Heat Exchanger Subjected to Flow-Rate Step Change,Part II: Analytical and Experimental Transient Response

This article investigates the analytical time constants of temperatures transient response along a countercurrent heat exchanger when a mass flow-rate step change is applied on hot fluid flowing through the inner duct. The time constants of the hot and cold fluids are spatially linear and the fluid not submitted to step change shows two types of transient response. The first corresponds to a linear spatial decreasing of the time constant, while the second presents a uniform time constant along the heat exchanger. For each case, the analytical expressions of time constants are derived taking the conditions of the transient response on the boundaries of the heat exchanger. The condition which enables distinguishing the two cases is also proposed in this article. The comparison between theoretical and experimental results allows us to validate the analytical expressions, which depend on the initial and final steady states. The influence of the magnitude of flow-rate step change on the transient behavior is studied by maintaining the initial steady state. In the same way, the initial steady-state effect is investigated with the same magnitude of the flow-rate step change. The comparison of response time to positive and negative flow-rate step change is also presented for different values of cold-fluid flow rate.     

Application of Transient Analysis Methodology to Quantify Thermal Performance of Heat Exchangers

A transient testing technique is developed to evaluate the thermal performance of industrial-scale heat exchangers. A Galerkin-based numerical method with a choice of spectral basis elements to account for spatial temperature variations in heat exchangers is developed to solve the transient heat exchanger model equations.

Testing a heat exchanger in the transient state may be the only viable alternative where conventional steady-state testing procedures are impossible or infeasible. For example, this methodology is particularly suited to the determination of apparent fouling levels in component cooling water system heat exchangers in nuclear power plants. The head load on these so-called component coolers under steady-state conditions is too small to permit meaningful testing. An adequate heat load develops immediately after a reactor shutdown when the exchanger inlet temperatures are highly time-dependent. The application of the analysis methodology is illustrated herein with reference to an in-situ transient testing carried out at a nuclear power plant. The method, however, is applicable to any transient testing application.     

一种监测换热器污垢的新方法

在考虑污垢对换热器传热性能影响的基础上,提出换热器当量总污垢热阻和污垢函数的概念,并给出换热器当量总污垢热阻的监测方法,讨论了换热流型、传热有效度ε和冷热流体热容量率比R对换热器当量总污垢热阻的影响。     

多功能太阳能空调制热兼制热水模式负荷平衡控制策略的研究

为了解决多功能太阳能空调制热兼制热水工况时空调和热水的能量输入与各自的负荷平衡问题,提出了通过调节热水换热器水体积流量以改变空调传热量和热水传热量的控制策略.以空调负荷作为控制目标,建立了神经网络辨识和模糊控制模型,并进行了仿真研究.结果表明,神经网络预测和模糊控制相结合的方法对热水换热器水体积流量的智能调节能有效地解决负荷平衡问题.     

一种多股流换热器综合性能优化设计方法

在综合考虑了体积、重量和阻力等因素的基础上,对多股流换热器进行通道排列和优化设计,并运用无量纲分析法,自定义了syn因子、syn线等用以评价换热器综合性能的指标。详细分析了应用syn因子综合优化翅片结构的过程,与实际的设计结果比较表明：该方法适用于多股流换热器的综合性能优化设计。     

蓄热式管壳换热器传热特性研究

针对热电联产机组供热期发电负荷受供热量限制,机组调峰能力下降、电力系统弃风弃光现象严重的问题,设计了一种新型蓄热式管壳换热器.利用相变材料蓄/放热过程中温度接近恒定、释放潜热量大等优点,选取石蜡为相交材料,换热器相交区作为换热单元,采用控制变量法,针对传热流体流速、相变材料导热系数及相变层厚度等关键因素,对换热单元的蓄...     

土壤源热泵U型埋管换热器传热的非稳态数值模拟

本文基于能量平衡方程,建立了土壤源热泵U型埋管换热器周围土壤的非稳态传热模型,用所建立的传热模型对土壤源热泵冬季取热过程进行了动态模拟.研究了不同物性土壤温度及U型埋管出口流体温度的变化规律,分析了土壤物性对换热器换热性能的影响,采用间歇运行方式提高了换热器换热能力.通过建立数学模型得出的结果,可供设计参考.     

Heat extraction characteristic of embedded heat exchanger in honeycomb ceramic packed bed

On the basis of experimental verification of mathematical model, the influence of honeycomb ceramic on heat extraction is numerically studied under the steady state condition. The calculation results show the packed honeycomb ceramic influences the extracted heat of heat exchanger by changing the flow field while not radiation heat transfer of heat exchanger outer wall, and the difference between the extracted heat of heat exchanger embedded in packed bed and that of heat exchanger in empty bad is gradually obvious with gas temperature increasing under the condition of the same gas mass flow rate. In addition, under the same operating condition, when the two characteristic sizes of heat extraction zone honeycomb ceramic in the vertical gas flow direction increase, the extracted heat of embedded heat exchanger shows a trend of first increase while extracted heat of embedded heat exchanger shows a trend of decrease because the decreasing of the windward and leeward side gas flow velocity of heat exchanger results into weakening of convective heat transfer of embedded heat exchanger outer wall.     

换热器动态过程中的定常输出

为了使换热器在动态过程中保持目标出口参数的恒定，从整体系统考虑建立了换热器动态过程的数学模型，采用I．aplace变换及其逆变换推导了换热器出口温度响应的分析解，并在一个或者多个进口参数阶跃变化的情况下，推导了两股流换热器和多股流换热器的调节方法．结果表明：在动态过程中，通过对换热器进口参数的调节可以精确地控制换热器出口参数，保证换热器的稳定和安全运行．