集成管箱型管壳式换热器的设计分析

空调热泵系统中所用的CO2跨临界循环管壳式换热器，管侧流动的是CO2工质，换热管的内侧压力相对较高，高压大约为10MPa；壳侧流动的是水，基本是常压。采用高温高压换热器需要按照压力容器设计标准，会使整个换热器设备较为笨重，并会造成系统设备成本提高。针对CO2跨临界循环的特定要求，设计出了耐高压防泄漏的集成管箱型换热器，在确保安全性的同时，使系统结构紧凑，技术难度降低，从而使成本得到有效控制，可以促使CO2跨临界循环更快的走向实际应用。文中还对换热器管路的安全性进行了分析，并给出了准确度较高的可用关联式来计算CO2流体在气体冷却器和蒸发器管内的换热系数。     

用于跨临界CO2汽车空调系统的板翅式内部换热器设计

介绍了跨临界CO2汽车空调用板翅式内部换热器的设计思路，并介绍了内部换热器计算所需的换热系数经验关联式，对换热器的安全性做了分析并通过了水压实验。     

CO_2跨临界热泵系统的优化与实验研究

为了提高CO2跨临界循环的性能,对系统每个部件以及整个系统的优化研究是非常必要的.因此提出了以基于系统的优化目标函数对CO2换热器的结构敏感性进行优化计算,分析了优化目标函数COPm随气体冷却器和蒸发器管径和管长的变化.计算结果表明,CO2跨临界循环系统应选择小管径和长管长.同时对优化后的新系统进行了模拟计算,其COP和制冷量分别比原系统提高了15%和18%.根据优化结果以及原有系统存在的问题,对换热器及相关部件进行了设计加工,进而建立了新的CO2跨临界水水热泵实验系统.结果显示,新系统的COP和制冷量提高了30%左右.总之,实验测试数据验证了模拟计算结果的正确性,所得结果有助于对CO2跨临界水-水热泵系统进行改善.     

重整装置双相不锈钢换热器腐蚀泄漏原因分析

某石化企业重整装置再生循环干燥系统S22053双相钢换热器换热管发生泄漏，堵管率达到64%,导致换热器失效。通过对泄漏换热器宏观观察，并对取样采用化学成分分析、金相分析、腐蚀坑形貌观察、能谱分析等表征手段，结合壳程入口处再生气露点温度计算、温度场数值模拟进行失效分析。结果表明：重整装置双相不锈钢换热器的失效原因为壳程侧的盐酸腐蚀。产生盐酸腐蚀的主要原因是壳程介质中水蒸气含量大于1.1%和氯化物含量偏高，在操作工况具有水蒸气结露的条件，继而形成盐酸液滴。双相钢换热管在pH值小于5的盐酸中发生严重的选择性腐蚀，最终导致换热管腐蚀穿孔泄漏。     

我国高压换热器管板(12Cr2Mo1R)堆焊技术发展现状

首先介绍了高压换热器的结构,以及高压换热器管板材料12Cr2Mo1R的焊接性。其次,介绍了高压换热器管板(12Cr2Mo1R)常用的一些堆焊方法,包括带极堆焊、焊条电弧焊堆焊(SMAW)、实芯焊丝自动钨极氩弧焊堆焊(Auto TIG)、药芯焊丝CO2气体保护堆焊(FCAW)等。最后介绍了高压换热器管板(12Cr2Mo1R)常用的堆焊材料,如不锈钢(奥氏体不锈钢和双相不锈钢)、镍基合金等。     

支撑片排布对换热器性能影响的数值研究

分别建立常规支撑片排布及1/8排,1/4排,3/8排,1/2排新型支撑片排布下片式支撑结构换热器模型,运用CFD分析软件FLUENT进行数值模拟计算,考察支撑片排布对片式支撑换热器性能的影响。结果表明,通过合理改变支撑片排布方式,能够有效提高换热器局部及壳程整体流体流动的扰动程度,优化换热器壳程速度场和温度场的协同性,强化换热器传热。不同流态下,1/8排支撑片排布方式下换热器壳程综合性能最高,3/8排支撑片排布方式下换热器壳程传热系数最高,较常规支撑片排布分别增加4.42%~6.29%和8.76%~10.51%。     

CO_2气体冷却器的性能分析与试验研究

CO2气体冷却器的型式和换热效果对CO2跨临界循环的性能影响较大,有必要对其换热性能进行分析。通过对气体冷却器划分微元,建立了传热过程计算模型,用间接法计算了划分微元与不划分微元时CO2侧冷却换热系数,并与几个所选换热关联式的计算值进行了比较,结果发现划分微元时的值几乎都高于关联式计算值。综合分析选择了较合适的换热关联式,为系统及气体冷却器的模拟优化提供了依据。进而新建了CO2热泵实验台,对新气体冷却器的性能进行了测试和比较。结果表明,新CO2气体冷却器的性能比原换热器有了大幅提高。通过优化达到了改善换热器和系统性能的目的。     

冷凝式燃气热水器的热工性能实验研究

介绍一种新型结构冷凝式换热器,换热管采用不锈钢材料的螺旋盘管结构,并对新研制的冷凝式燃气热水器样机热工性能进行实验。在不同的运行工况下测定了热水器的热效率、排烟温度、CO排放浓度。并分析其热效率与热负荷、热水流量、排烟温度的关系,CO排放浓度与热负荷的关系。研究表明,在额定热负荷下,样机热效率能达到96%以上,达到国家一级能效标准,且CO排放达标。该结构形式的热水器具有结构紧凑、耐腐蚀、热效率高等优点,具有较大的开发价值。     

波节管在压缩机级间冷却器中的应用研究

根据波节管的结构与传热强化的特点,对波节管换热器在压缩机级间冷却器中的应用进行了可行性分析;并将波节管换热器用于某年产15万吨尿素装置用CO2压缩机前三级级间冷却器的技术改造;通过对3台冷却器工程应用考核,证明波节管冷却器能很好地满足工艺要求,并起到了显著节能的效果。此研究也为波节管换热器在工业上的应用提供了工程参考。     

铝制板翅式换热器表面锌扩散防腐处理研究

铝制板翅式换热器内外通道具有复杂的翅片结构,孔蚀已成为铝制板翅式换热器泄漏的主要原因,几种专业的表面镀锌防腐处理效果不佳,影响了铝制板翅式换热器在更大范围的推广使用。对一种新型的表面锌扩散防腐处理方法应用于铝制板翅式换热器的工艺进行了研究,经过锌扩散工艺处理,锌原子能扩散至换热器母材内层,形成锌铝合金层,在母材内部距表面100μm深度处锌含量可达0.49%。热扩散温度与时间是影响锌扩散的主要因素,当工艺操作温度恒定,时间越长,锌扩散的深度和锌含量就越大。经过锌扩散处理的铝制板翅式换热器耐蚀试验结果表明,锌铝合金层具有优良的防腐蚀效果。     

一种新型仿生翅片及其对流体流动与传热影响

研究板翅换热器翅片结构对流体流动以及传热影响,结合鲨鱼鳃型结构,提出一种鲨鳃型强化传热翅片。该翅片的主要作用在于增大流体流动过程中的湍流效应,改变同层翅片不同流道内流体的流动方向,促进不同流道内流体穿梭流动,降低换热器同层翅片相同截面流体温差,提升换热器的传热效果。通过改变鲨鳃型翅片开口上翘角度α、开口大小s,分别研究12种工况下换热器内部温度场、速度场、压力场以及湍流场的变化特性,得出新型翅片结构下板翅换热器内流体速度、温度、压力以及湍流强度分布。从分析结果中可看出,s=1 mm换热器内流体速度变化最大达到47.38%,温度变化达0.7℃/m,换热器流道内湍流强度达0.816%。α=10°流体湍流强度达到3.162%,温度差值最大达到1℃/m。分析结果表明翅片开口大小s对流体流场的影响要强于上翘角度α,对温度场变化的影响则要弱于翅片上翘角度α,翅片开口角度对换热器内速度与压强影响不大。     

电动汽车热泵空调系统微通道换热器适应性研究

探讨管翅式换热器和多流程微通道换热器在同一电动汽车热泵空调系统中的性能差异,为电动汽车热泵空调系统中微通道设计和结霜控制的后续研究提供依据。试验比较在不同测试工况下采用微通道换热器和管翅式换热器的热泵型电动汽车空调系统的制冷特性及制热特性,结果表明:系统采用微通道换热器,车内外换热器体积分别减少57.6%和62.5%,有效减轻空调系统重量,有利于增加电动汽车续驶里程;制冷剂充注量减少26.5%,有利于降低温室效应。制冷工况下,系统制冷量和制冷系数分别降低4.1%～10.7%和1.7%～4.8%,说明将多流程微通道换热器应用于热泵系统还存技术难点,需要在微通道换热器流程设计、流量分配及压降等方面进行改进;制热工况下,系统制热量和制热性能系数分别降低1%～5%和4.2%～9.7%,但单位面积制热量提高16.7%～21.0%,当室外温度低于7℃时,室外侧微通道换热器出现严重结霜,极大影响系统的制热量和制热性能系数,需要进一步研究换热器结霜特性及融霜控制策略。     

污水换热器性能测试与分析

对污水源热泵系统中污水换热器进行了现场测试,依据测试数据分析污水换热器换热量、传热系数的衰减规律。依据测试数据和理论计算分析了污水换热器内污水侧对流换热热阻和污垢热阻的变化规律,以及各热阻在总热阻中的所占比例。结果表明:洁净的污水换热器投入运行225h后,实际换热量为初始值的43.8%;实际传热系数为440W/(m2.℃),为初始值的46.3%;污水侧对流换热热阻占总热阻的60%,污垢热阻占总热阻的20%。提高污水换热器换热效率,保持污水换热器换热量的稳定应从降低污水侧对流换热热阻着手。     

高温染色机换热器裂纹检验分析

在对一组不锈钢高速染色机换热器的全面检验中,发现换热器加强板及其覆盖下的筒体上存在大量裂纹,通过运用无损检测、光谱分析、金相检查、能谱分析、cl-离子含量测定、断口SEM分析及铁素体含量测定和有限元分析等方法对裂纹的性质和起因进行了分析,探讨了氯离子应力腐蚀开裂的形成机理,表明高速染色机换热器加强板和筒体的裂纹是由处于氯离子介质环境下应力腐蚀所导致的开裂,并提出了防止氯离子应力腐蚀开裂的相应措施。     

两种型式绕管式换热器传热性能试验研究

Y型和K型绕管式换热器是管侧与壳侧的进出口结构不同的两种换热器,用试验方法对两种型式绕管式换热器进行了水和水蒸气的换热性能对比研究。试验中保持管侧蒸汽的体积流量不变,调节壳侧水的Re变化范围为2800~13000。试验结果表明,在试验范围内和相同Re条件下,Y型换热器具有更大的总传热系数、更低的壳侧压降、更高的壳侧对流换热系数,其最大值分别比K型大17.9%、低61%、高11.6%;以K型绕管式换热器为基准,Y型绕管式换热器的综合传热评价因子PEC在试验Re范围内均大于1,说明Y型绕管式换热器的综合传热性能始终优于K型绕管式换热器。     

R1234yf汽车空调性能KULI仿真分析

利用KULI软件建立汽车空调系统仿真模型,分析了R1234yf汽车空调系统和R134a系统的压缩机排气温度、制冷量和COP等性能差异,在此基础上,对系统进行优化,将中间换热器引入R1234yf系统中,分析中间换热器带来的性能影响。结果表明:直接替代的R1234yf系统制冷量和COP分别最大降低6%和7%,增加中间换热器后的R1234yf系统性能提升约4%。     

环保节能型户式中央空调系统的研究

介绍了一种采用CO2跨临界制冷循环的户式中央空调系统,利用热回收换热器,回收空调系统高温CO2气体冷却散发的热量,既减少了对环境的热污染,又可以为居室提供生活热水,通过对适合不同季节需要的5种运行模式的分析,得出这种新型的户式中央空调系统,对保护环境、节约能源有一定的实用价值.     

同轴套管式深井换热器的换热性能分析

同轴套管式深井换热器是一种开采地热能的有效方式,为了提高其换热器的换热性能,采用有限体积分析方法,开展了同轴套管式深井换热器传热性能研究。通过建立近地热源区域的同轴套管式深井换热器三维传热模型,分析了入口流速、入口温度以及保温管距井底距离等关键因素对换热器采热功率的影响,结果表明:入口流速由0.1 m/s增加到1 m/s,采出温度降低了9.82 K,采热功率增加了7倍;入口温度从288 K增加到308 K,采出温度增加了13.61 K,采热功率下降了17.2%;距井底900 mm距离降低到 100 mm,采出温度增加1.91 K,采热功率增加了6.57%。     

氨吸收式太阳能热泵-板式换热器联合供暖系统的理论与试验研究

构建一种槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和板式换热器联合供暖系统,探讨槽式太阳能集热器与板式换热器之间的最佳匹配关系。设定太阳能保证率为30%、40%、50%,板式换热器设计负荷占建筑负荷的20%、30%、40%、50%。建立数学模型对太阳能保证率和板式换热器换热量的组合形式进行计算,经过综合分析最终确定出当太阳能保证率在45%、板式换热器设计负荷占建筑负荷的30%时,系统达到最佳配比关系。在这种匹配关系下,系统COP为3.11,辅助加热量为520 kW·h。通过试验对构建的系统进行验证,结果表明,导热油出口温度的实测值与计算值误差为11%,供水水温的实测值与计算值误差为3%。误差在允许范围内,由此验证所建数学模型的正确性。     

选择性氢含量分析仪在炼厂气分析中的应用

介绍了HCMH-100气中氢含量测定仪在不同类型炼厂气体样品氢含量分析中的应用.实验结果表明,该型仪器对炼厂气中常见的轻烃(C1-C5烃)、非烃(O2、N2、H2O、CO、CO2等)、二氧化硫和硫化氢等都有良好的选择性,在常量范围(0.1%-100%)内对氢的响应有良好的线性,因此对各类炼厂混合气体样品中的氢气有良好的选择性定量检测功能,具有操作简便,适用范围宽,分析结果可靠,分析速度快等特点,可以作为炼厂控制分析的专用仪器,应用于实际炼厂气体样品中氢的定量分析.