波纹内翅片管的管内对流换热特性研究

通过实验研究了波纹形内翅片换热管的对流换热和阻力特性,拟合了所测Re范围内对流换热和阻力实验关联式,并运用相同质量流量、相同泵功率、相同阻力降这三种准则比较了该翅片管与普通光管之间的传热效果。结果表明,这种波纹形内翅片管有较强的换热效果,特别是在低Re条件下,强化效果更加明显。     

球凸内翅片管强化传热特性研究

在光滑内翅片管的基础上,结合凹凸板式换热器提出一种新型球凸内翅片管。比较球凸内翅片管、球窝内翅片管和光滑内翅片管的换热性能与流动阻力可知：球凸内翅片管的换热性能与流动阻力最大;通过比较不同排数球凸内翅片管和球凸内翅片管不同排列方式的换热特性与流动阻力可知,三排球凸内翅片管的努塞尔数Nu和阻力系数f最大,二排对排球凸内翅片管的综合换热性能指标ftef最优;比较不同翅片数球凸内翅片管的换热性能与流动阻力,得出8个翅片球凸内翅片管的综合换热性能指标ftef最优;并应用湍动能云图分析不同翅片球凸内翅片管的强化传热机理。     

纵向内翅片管对流换热特性的实验研究及数值模拟

传热强化技术由于能使换热设备的效率提高,一直受到科技界和工业界的重视．一般认为翅片在强化传热中的作用主要是增加了热阻较大一侧流体的面积,从而减小了以总面积计算的热阻．在管外侧加翅片是强化管外换热的最普遍方式之一．相对而言,利用内翅片管强化换热的研究工作开展得比较少．本文对一种新型内翅片管的传热特性进行了实验研究,并通过数值仿真与实验数据进行了比较和分析．     

翅片管传热特性与热疲劳的实验研究

通过实验,对Ｕ形翅片管和高频焊翅片管的传热性能及接触热阻作了对比性研究。并对Ｕ形翅片管的热疲劳特性进行了实验。结果表明,Ｕ形翅片管具有较好的传热性能和抗疲劳性     

波纹内翅片管蒸发式气体冷却器的开发与应用

分析了波纹内翅片管和蒸发式换热技术的应用背景和技术优势。提出了将波纹内翅片管应用于蒸发式换热设备中,开发了波纹内翅片管蒸发式气体冷却器,并对其结构以及关键部件的作用和热力过程以及性能特点进行了阐述。综合换热器市场分析,得出波纹内翅片管蒸发式气体冷却器作为一种新型高效的节能换热设备,应用前景广阔。     

多波内螺旋翅片管的数值模拟和实验研究

利用实验和数值模拟方法,研究了多波内螺旋翅片管的流动与传热特性。探讨了4种进口速度(15,20,25和30 m/s)和4种内螺旋角(15°,20°,25°,30°)分别对多波内螺旋翅片管流动与传热性能的影响。并且比较了当进口速度恒定时,各管的综合性能。实验数据与模拟结果相符较好,误差范围在5.1%—7.4%之间。研究结果表明:多波内螺旋翅片管比平直矩形内翅片管传热系数提高13.7%—117.8%,并且其综合性能在内螺旋角25°附近存在最佳值。     

国产镶嵌式铝翅片管壁温传热特性的试验研究

本文根据实验结果提出了以光管外表面积为基准，翅高16mm的国产镶嵌式铝翅片管低壁温（tb≤200℃)条件下管外侧对流放热系数的统计关联式（Nu=0.1765Re^0.5896Pr^0.3333）和随壁温升高管外侧对流放热系数的变化规律，当最高壁温为400℃时，国产镶嵌式铝翅片管示发生机械性能失效，但管外对流放热系数降低了16％，本文还通过对翅片管局部放热系数的测量，分析了壁温升高引起放热系数降低的原因。     

翅片管与普通管的传热特性比较

近年来,越来越多的换热器采用管外翅片或管内翅片,其目的在于提高传热面积。对于普通管换热器,总单位面积传热系数由下式给出:     

菱形翅片管的强化传热特性

简要介绍了一种新型强化传热管－－菱形翅片管的结构和强化传热机理，并通过两组对比试验研究其强化传热特性。研究结果表明：菱形翅片管的三维翅片可以较大幅度提高换热器总传热系数和壳侧传热膜系数，对于对流和冷凝传热都有较好的强化效果。菱形翅片管加工成本较低，传热性能较好，在石油化工等行业推广应用前景广阔。     

H型翅片管在高含尘烟气中的换热特性试验研究

利用水泥窑窑尾余热资源,对H型翅片管在高浓度烟尘环境中的换热特性进行了试验。结果表明, H型翅片管束在含尘量大的烟气中换热性能较光滑管优越,但阻力性能影响比较大。     

石蜡在管外凝固过程的理论和实验分析

对使用水作为传热流体的蛇形管式换热器中,进口水温对石蜡在管外凝固过程的影响进行了研究。建立了水温沿流向变化,石蜡温度沿径向变化的传热模型。使用控制容积法及焓法建立了求解水和石蜡耦合温度场的数值方程,这两个温度场的计算结果与实验结果能很好吻合。冷却水进口温度不同,靠近铜管已凝固石蜡中的温度场存在显著差别,离铜管较远石蜡中的温度几乎不受进口水温影响,石蜡的无量纲温度场在离相界面较远处具有相似分布的特点。相界面移动具有先快后慢,然后再变快的特征。研究可为保证蛇形管外石蜡凝固速率选择恰当的进口水温提供计算方法。     

三种内翅片管管内流动与换热特性

在恒热流边界条件下,对以空气为工质的分别带有3种不同纵向内翅片换热管的流动与换热特性进行了实验研究,实验管带有堵塞芯管.3种不同的纵向内翅片为：平直翅片、带有突起的翅片以及波纹形翅片.得出了所测参数范围内的换热与阻力的实验关系式.采用两种不同的标准对所测3根换热管的综合换热性能进行了评价,结果表明,带有波纹形内翅片的换热管在两种评价标准下均表现出了优异的综合换热性能.     

高温高压水在垂直下降管内的传热特性

在压力11.5~28 MPa,质量流速450~1550 kg·m^-2·s^-1,内壁热负荷50~585 kW·m^-2的范围内,对水在垂直下降管内的传热特性进行了实验研究,得到了垂直下降管内水的传热特性,分析了热负荷对内壁温度和传热系数的影响,给出了能用于工程实际的传热实验关联式,并且对垂直下降流动和垂直上升流动的传热特性进行了比较。实验结果表明:在亚临界和近临界压力区,垂直下降管会发生第一类传热恶化--膜态沸腾和第二类传热恶化--干涸。热负荷的增大,会导致传热恶化的提前发生和传热恶化发生后的壁温飞升值增大。在超临界压力区,壁温在低焓值区随焓值平缓增加,而在高焓值区随焓值明显升高,表明在拟临界点附近发生了传热强化现象。     

管内强化传热性能的熵产分析与性能评价

通过热力学第一、第二定律,对管内对流换热综合性能进行熵产分析和评价.建立了一种基于流动与传热过程熵增原理的统一分析方法,在等壁温边界条件下进行熵产分析.并以文献中内翅片管的强化传热作为应用,分别对相同流量、泵功、压降在等热负荷限制下进行强化传热性能评价.结果表明：对于给定的管道,量纲1熵产数只与流动Reynolds数和进口与壁面的温度差有关.利用该分析方法不仅可通过参数分析获得几种强化方式的能量综合利用效果,还可确定合理的流动工况参数、结构参数和合理的强化形式.     

超临界压力水在垂直上升内螺纹管中的传热特性

在压力22.5～30 MPa,质量流速430～1200 kg·m^-2·s^-1,内壁热负荷284～719 kW·m^-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明：垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。     

交叉缩放椭圆管颗粒污垢特性的实验分析

为探讨纳米氧化镁颗粒在交叉缩放椭圆管内部的污垢规律,本文选用纳米氧化镁颗粒配置纯胶体溶液为研究对象,对不同颗粒直径、颗粒浓度、工质流速和温度工况下交叉缩放椭圆管的污垢特性进行了实验研究,并通过扫描电镜观察其结垢表面。结果表明：交叉缩放椭圆管纳米颗粒污垢下无明显诱导期;在相同的工况下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,污垢热阻渐近值越大;随着颗粒浓度的增加,结垢速率加快,污垢热阻渐近值明显增大;随着流速的增加,污垢热阻渐近值和结垢速率都有所降低;污垢热阻渐近值随着实验管段入口温度的升高而降低。     

管形对水平管降膜圆周膜厚和Nusselt数的影响

针对海水淡化系统的水平管降膜蒸发,建立了二维数值模型,分析了光滑圆管和6种不同截面形状的蛋形管外降膜流动及传热特性。采用VOF方法考察了不同管型对管外液膜分布和传热特性的影响。数值结果表明:蛋形管外液体沿周向流动较圆管稍快,且可获得更均匀更薄的液膜;液膜厚度随半轴比ε增大而减小,随周向先逐渐减小后迅速增加,圆管和蛋形管的液膜最小值分别出现在周向相对坐标0.69和0.70~0.84附近。蛋形管的膜内量纲1温度较圆管的小,其热边界层厚度较薄,具有更好的传热性能。拟合数据得到,ε为2.4的蛋形管具有最好的传热性能,其Nusselt数可达0.32,较圆管的高出12.68%。最后,将数值模拟结果与文献中的数据进行了对比,验证了数值模型的可行性和合理性。     

换热管内置螺旋形扭带阻力与传热特性的实验研究

为了研究螺旋形扭带阻力与传热特性,选取了不同宽度（6、7和8 mm）的3种扭率（2.0、3.0、4.0）、3种螺距比（1.5、2.0、2.5）的参数组合下共27根螺旋形扭带插入换热管内进行实验.实验结果表明,插入螺旋形扭带后换热管内流动阻力和传热效果都有明显提高.通过对实验数据的多元线性回归分析,建立了相应的阻力系数和努赛尔数关联式.并且由强化传热综合性能评价分析,在实验雷诺数范围内得出强化传热综合性能评价因子φ=1.063～1.587,证明了实验研究的扭带具有强化传热的应用价值.     

矩形缩放管间插入旋流片的传热实验研究

为了研究新型换热器——矩形管束换热器的传热性能,采用矩形缩放管间插入一组旋流片来研究旋流片下游的传热与流阻性能,并与光滑矩形管的传热和流阻进行比较。实验结果表明:在实验范围内(19 000Re44 000),随着下游距离的增大,旋流片产生的自旋流逐渐衰减,局部Nu数和阻力系数减小,并且局部Nu数的下降速度要慢于阻力系数的;当下游距离在0—200 mm时,阻力系数下降的程度较大;旋流片下游在得到强化传热的同时,阻力增加也很大。