窄环形通道流体特性的实验研究

采用套管式换热器,热水走管程,冷水走壳程,对间隙为0．50～2．50mm,Re=0～5000窄环形流道的流体进行了传热和阻力特性的实验研究。拟合出传热系数与雷诺数Re－K曲线。结果表明,窄环形流道结构紧凑,具有显著的强化传热效果,而且随着窄环形间隙尺寸的减小,传热系数增大。     

窄环隙内水流动沸腾时阻力特性的实验研究

鉴于流体在小尺度流道内流动时所表现出的特殊性和换热设备小型化的需要,在水加热条件下,对水在竖直环隙内流动沸腾时的摩擦压降特性进行了实验研究.环隙的宽度为0.9、1.4和2.4mm,实验压强为0.1 MPa.实验结果表明,窄环隙内的摩擦阻力压降高于普通圆管,环隙宽度越小,摩擦压降越大;随着含气率的增加,摩擦压降先缓慢降低,然后开始逐渐增加,环隙越宽,压降由降低到升高的转变点的含气率的值越高;可以用奇母霍斯关系式来计算窄环隙内的两相摩擦压降,式中的常数可由含气率计算.     

窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性

针对一体化反应堆的窄通道和自然循环特点,在常压下,以水为工质,对竖直窄环隙流道进行了自然循环过冷沸腾换热实验研究,通过对流道内温度的测量,考察了入口过冷度、流道间隙和加热负荷对流道内温度分布的影响.结果表明,在中低负荷区,流体的截面温度基本不受加热负荷的影响,入口过冷度使轴向壁温分布呈现非单调性变化,在一定条件下会引起沸腾区壁温的逆向升高,减小流道间隙或增大加热负荷有助于弱化入口过冷度的影响,减小流道间隙还有利于降低壁面温度,但流道间隙也不宜过小.     

管外及窄环隙流道池沸腾换热对比实验分析

在常压下以水为工质，对管外及窄环隙流道池沸腾换热进行了实验与观察，研究热负荷和加热面方位对核态沸腾换热性能的影响．结果发现：竖直加热面位置对沸腾换热有显著影响，其中对于管外沸腾主要在低负荷区产生影响，而对于环隙流道则在达到临界热负荷之前一直有明显的影响，倾斜使光管沸腾换热减弱，但对环隙流道没有显著的影响．不同的数据处理方法有时会使实验结果产生差异.     

窄隙流道自然对流沸腾流动不稳定性实验研究

以水为工质，分别在过冷和饱和条件下对竖直窄环隙流道进行了自然对流沸腾流动不稳定性实验，观测到了窄隙流道饱和沸腾时所特有的蒸干型流动不稳定性．分析了流道进出口过冷度、加热负荷、温度分布、汽化核心、几何尺寸等因素对低干度流动不稳定性的影响，划分了饱和沸腾时各类流动不稳定性的发生区域，并给出了用于预计不稳定性界限值的经验公式．     

流体在不同材质管内流动的阻力特性的研究

对水在无缝碳钢、不锈钢和紫铜管内的流动阻力特性进行了实验测定；对各种表面的粗糙度和光洁度作了仪器分析；对引起阻力系数差异的原因进行了分析讨论。结果证明紫铜和不锈钢表面的阻力系数比碳钢表面在实验雷诺数Re范围内分别低0．80～1．32和0．60～1．14。     

直流蒸发器换热元件单相对流传热的实验研究

以水为工质,对套管式换热元件进行了单相对流传热强化效果和传热性能的实验研究,根据实验结果,给出了窄环隙流道单相对流传热时内、外侧的努谢尔特数与雷诺数的关系。实验结果分析表明,在雷诺数Ｒe＜２０００时,窄环隙流道依然具有强化传热特点。     

顺排翅片管束传热和阻力特性的实验研究

在一低速风洞中,对顺排翅片管束的管外换热系数和阻力降进行了实验研究。采用热管作为加热元件,而不采用传统的蒸汽锅炉,使实验设备简单并具有充分的可折换性,得到了顺排管束的实验关联式,并与叉排翅片管束的实验数据进行了比较。发现,顺排管束的换热系数约为叉排管束的(80—90)%;顺排管束的阻力降比叉排管束有明显的降低,前者约为后者的一半左右。这说明,在阻力降要求特别低的场合,采用顺排排列的翅片管束是有吸引力的。     

梯形硅基微通道热沉流体流动与传热特性研究

以去离子水为流动工质,对梯形截面的硅基微通道热沉进行了流体流动与传热的实验研究.通过测量流体的流量、进出口压降与温度、热沉底面加热膜温度,获得了梯形硅基微通道热沉在不同体积流量、不同加热功率条件下流体流动与传热特性参数.实验得出,梯形微通道的流体传热特性值与经验公式预测值相比存在明显的差异,梯形微通道角区对流体流动与传热有重要影响.最后,在实验基础上根据经验公式修正得出层流条件下的梯形硅基微通道的对流换热关联式.     

制冷剂在微流道内单相流动的阻力与换热特性

对典型制冷剂R12在微流道中的单相流动阻力特性和换热特性进行了实验研究．实验结果表明,微流道中的流动力及换热特性与常规尺度流道中的有很大差异．层流的阻力系数高于常规尺度流道中的阻力系数,流态由层流向紊流过渡的临界雷诺数也比常规尺度流道减小．     

换热器传热特性的试验方法研究

本文提出了一种新的研究换热器传热特性的试验方法.按着传热的基本原理,应用最优化方法,得出可以同时准确的确定换热面两侧冷、热流体的对流换热规律.这种方法进一步发展和改进了 Wilson 方法.它可以进行多个末知参数的计算,有较高的计算精度.文中依据理论分析和应用实例测试,验证了该方法的数学可行性.     

螺旋管内水包油乳液的传热性能实验

采用超声波乳化的方法制备了导热油的水包油乳液。对不同质量分数的水包油乳液的稳定性进行了考察，并对其导热系数进行了测量；然后又进行了不同质量分数的导热油乳液在螺旋管内的强制对流换热实验，对水包油乳液的传热性能和压降特性进行了研究。结果表明，质量分数较低的导热油乳液导热系数和平均换热系数相比基液有所增加，在入口温度为30℃，雷诺数接近3 600时，0.1%和0.5%质量分数的导热油乳液的热力性能系数最大可达1.044。     

微管内流动与换热实验研究与分析

采用不同压力下的水蒸汽来加热微管,蒸馏水流过内径分别为215μm、322μm、530μm及765μm微管,实验同时测量了微管两端的压力降及流量.实验得到了Re数在100-7 000之间变化时的摩擦阻力系数f及Nu数,并与经典的流动阻力系数及经典层流、过渡流及紊流换热准则方程式进行了对比.实验结果表明,在Re数较低时,微管内部f值与经典的理论值基本相等,微管内部的Nu数略低于常规经典的换热准则方程式的解;在Re数增加到1 800-2 000时,f值偏离经典的层流解,但微管内的Nu数与过渡流准则方程式的解基本一致;当Re数增加到3 000-7 000左右时,f值达到或接近勃拉修斯解,管内部换热的Nu数达到常规尺度下的紊流换热方程式的解.[关键词]微管,摩擦系数,努谢尔特数     

微粗糙管内部流动与对流换热的实验研究

以蒸馏水为工质,流过内径分别为168μm和399μm、内部粗糙度分别为8％和3％的不锈钢管．通过直接电加热,采用红外成像仪测量了各种恒定加热功率及不同雷诺数(Re)下的钢管壁面的温度场,同时测量了微管进出口压力降和流量,由此计算了在不同Re下的努谢尔特数(Nu)和管内摩擦阻力系数(f)．实验结果表明, 在低Re下,微管内部f的值与Hagen-Poiseuille解基本一致,但微钢管内部的Nu要略高于Hausen的解;当Re 达到800左右时,内径为168μm的管内部f的值已开始偏离Hagen-Poiseuille解,Nu急速上升并形成拐点,这是由于流动发生转捩导致的．     

回转式空气预热器传热元件传热与流动三维数值模拟

为提高回转式空气预热器的传热性能,降低其流动阻力,需要对其内部的传热元件进行板型的优化设计。利用计算流体力学软件fluent,对回转式空气预热器几种常用传热元件的传热与流动问题进行了三维数值模拟研究。对模拟数据进行分析,得到了不同传热元件的传热特性及阻力特性曲线,通过对具体模拟数据的对比分析发现:带波纹的传热元件的换热效果较由光板组成的传热元件好;随着板型当量直径的减小,单位体积的换热面积逐渐增大,传热元件的换热效果不断提升,流动阻力不断增大;同类型板型的几何参数对其传热特性及阻力特性有较大影响。模拟结果可为传热元件的选型优化以及回转式空气预热器的设计计算提供基础数据。     

升膜蒸发器内的两相流传热研究：—环状流的传热膜系数的相关

在升膜蒸发器内,以软化水为介质测定不同加热量、不同水量的气液两相流传热膜系数,分析影响传热膜系数的诸因素及变化关系;就升膜蒸发器内的最佳流型的环状流进行了传热膜系数的回归,得出实验条件下的传热膜系数的关联式,实测值与关联式的计算值相关良好.     

自激振荡脉冲对流换热的实验研究

将Helmhotz共振腔应用于换热器来增强换热是一种新的强化换热方法。本文作者通过实验研究了Helmhotz共振腔对换热器的换热强化效果,分析了各种参数对换热效果的影响,得到了对流换热系数及换热强化比随流速的变化规律,结果对工程设计及进一步的研究具有重要的指导意义。