直翅片管换热器传热和阻力特性的模拟试验研究

通过模拟试验的方法，对直起片管换热器的传热，阻力特性进行了模拟试验研究，得出了丰相应几何条件下管外对流换热系数及磨擦系数的准则方程，并与热管换热器综合性能试验台上直翅片热管余热管余热锅炉所测量的数据相比较，结果表明，在模拟条件下试验得到的准则方程是可靠的。     

顺排翅片管束加扰流件强化传热和阻力特性的试验研究

本文通过试验研究，对比了顺排翅片管束与管间加扭带、角钢和圆管时的传热和阻力特性，指出加扭带可强化传热３％－７％，管束阻力约增加３０％；加角钢可强化传热６％－２０％，管束阻力约增加１９％－４０％；加圆管可强化传热０．３％－３．５％，管束阻力约增加５％。加扰流件在低流速时的效果好于高流速时的。     

微细通道换热器传热与阻力特性的实验研究

微细通道换热器在电子器件水冷散热领域有着广阔的应用前景,然而传统微细通道换热器采用钎焊工艺,焊接过程中所使用的钎料容易堵塞通道,本文采用扩散焊工艺制造了一款具有良好强度和完整性的微细通道换热器,不需要采用任何钎料。通过实验研究了该微细通道换热器的传热和阻力特性,分析了变工况条件下相关性能参数的变化趋势,最后获得了可以用于指导微细通道换热器设计的传热和阻力实验关联式。     

螺旋扁管换热器传热与阻力性能

对不同结构的螺旋扁管管内传热及流体阻力性能进行实验研究,并与光管比较,选出传热与流阻综合性能较好的管型。同时对2台螺旋扁管换热器及1台外螺纹螺旋扁管换热器进行壳程传热与流阻实验研究。根据实验结果给出了管、壳程传热膜系数与阻力系数的经验关联式。     

梯形纵肋管束换热器传热及流阻特性研究

本文对纵肋管束换热器的传热、阻力特性进行了试验研究，得出传热特性和阻力特性关系式，并着重分析梯形纵肋管束换热器的特性。进一步探讨了管束节距、肋片高度对传热及流阻的影响情况。与相同结构的光管管束比较，换热增加１０％－３５％，而流阻最高增加４８％，最低情况下，低于光管。文中指出具有梯形纵肋的管束呈现出一种特殊的传热及流阻规律，它不但可获得较低的流动阻力，而且传热得以进一步强化。     

低翅片管高效换热器的传热与流阻研究

以双面整体形低翅片管作为强化传热管,以空气为传热介质,研究了在壳程气体纵向冲刷的情况下,换热器传热和流阻性能。结果表明,该换热器的总传热系数比弓形板式气体换热器的总传热系数高80％,节省传热面积45％。     

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。     

换热器的传热和阻力性能测控系统

利用成熟的换热器传热和阻力性能实验方法,研究实现了一种可靠性高、成本低的换热器综合性能实验台.在实验台的设计上采用了先进的测量设备和控制设备,并通过实验分析证明了该换热器实验台是切实可行的,可以用于教学、科研和性能检测.     

析湿工况下波纹翅片管换热器空气侧换热与压降特性

研究了析湿工况下1、2排波纹翅片管换热器空气侧换热与压降特性,结果表明：管排数对空气侧换热特性的影响明显,2排管的换热因子要比1排管的换热因子大约60%,而管排数对空气侧摩擦因数影响则不明显;翅片效率随冷水入口温度的降低而增加,随入口风速的增加而快速降低;与其他学者的预测模型相比,换热因子偏小30％。     

析湿工况下带亲水层开缝翅片管换热器空气侧传热传质特性

对7个带亲水层开缝型翅片管换热器在析湿工况下空气侧传热传质特性进行了实验研究，分析了翅片间距和入口相对湿度对空气侧传热传质特性的影响。结果表明，随着翅片间距的增加，空气侧的传热传质特性均逐渐减弱。入口相对湿度对空气侧的传热特性几乎没有影响。随着入口相对湿度的增加，空气侧的传质特性逐渐减弱。开发了反映空气侧传热特性的Colburn传热因子Jh和反映传质特性的Colburn传质因子Jm的关联式，所开发关联式在±15%误差范围内分别能涵盖96.6%和81.4%的实验数据，其平均误差分别为5.3%和8.5%。     

Experimental investigation of heat transfer in shell- and- tube heat exchangers without baffles

The influences of geometrical parameters on the shell side heat transfer in shell-and-tube heat exchangers are investigated by experiments using 32 different test heat exchangers. The test heat exchangers differ by number of tubes, length, shell and tube diameter, nozzle diameter and tube pitch. From the experimental results it can be confirmed that the influence of the tube pitch is small enough to be neglected in shell-and-tube heat exchangers used in real processes. The heat transfer rate of the longitudinal flow can be calculated from the correlation for turbulent flow in concentric annular ducts by inserting the porosity instead of the ratio of tube to shell diameter. The influence of the cross flow in the nozzle region increases with decreasing length of the heat exchangers. The heat transfer coefficients in the nozzle region are determined by comparing the overall heat transfer coefficients of the heat exchangers with that calculated from the correlation for the longitudinal flow. The results show that the heat transfer coefficient in the nozzle region is 40 % greater than that in the parallel region, if the length of the apparatuses is about 30 times the hydraulic diameter. A new correlation suitable for predicting the heat transfer coefficient is presented, which consists of a superposition of the Nusselt number for the flow in the nozzle region and that for the longitudinal flow.     

小型叠板式换热器传热与流阻特性实验

研究了一种小型叠板式换热器,它由多块紫铜薄板叠合而成,薄板表面加工有2个分布腔和微通道阵列,微通道采用精密铣削加工.通过实验研究不同流速下微通道深度、分布腔形状以及换热器放置方式对传热、流阻和综合性能的影响.结果表明,传热体积是决定单位体积传热系数大小的首要因素,在传热体积相等情况下,单位体积换热面积是决定单位体积传热系数大小的主要因素.在3种影响因素中,微通道深度对换热性能影响较大,微通道深度为1 mm的换热器传热性能比深度为2 mm的提高了30%～60%;换热器放置方式对流阻和综合性能影响较大,换热器入口放置在下端时压力损失比放置在上端时下降约26%,综合性能则提高了约30%.     

外凸式波节套管换热器壳程流动与传热机理的数值模拟

针对波节套管换热器壳程中的流动和传热机理进行了k-ε的数值模拟研究。采用六面体网格结合波节区域加密的特殊划分方法,进行了首层网格间距和主流区网格间距的无关性分析。数值模拟结果与经验公式进行对比,验证了数值模拟方法的准确性。对比分析了波节管和光管中流动和传热参数（速度、温度、湍动能和湍流耗散率）的性能差异,揭示了波节管的强化换热机理。同时,分析了波节管的局部Nusselt数和阻力降沿壁面的变化规律。结果表明流体在波节的去流侧形成了一个脱体旋涡,破坏了流体的速度边界层和温度边界层,同时使得其内部的摩擦阻力和热扩散能力明显提高,起到了明显的强化换热效应。     

折流板换热器壳程湍流流动与换热的三维数值模拟

利用FLUENT软件对折流板换热器壳程湍流流动与换热进行了三维数值模拟。得到了折流板换热器的温度场、速度场、质点迹线图、压降分布图等。根据模拟得到的结果,从多个方面对折流板换热器壳程湍流流动与强化传热进行了有益的探讨。     

Airside performance of herringbone fin-and-tube heat exchangers in wet conditions

The airside performance for herringbone fin-and-tube heat exchangers under dehumidifying conditions are reported in this study. A total of eighteen samples were tested and compared. The effects of the number of tube rows, fin pitch, tube size, and wave height were examined in this study. A unique characteristic of the herringbone fin pattern is that the friction factors are strongly related to the number of tube rows. The airside performance of the herringbone fin pattern is strongly related to condensate retention. Based on the present test results, heat transfer and friction correlations, in terms of the Colburn j and Fanning friction factors, were proposed to describe the airside performance of the herringbone fin geometry. The correlation of the Colburn j factor gives a mean deviation of 5.76%, while the Fanning f factor shows a mean deviation of 8.27%.     

纵向涡发生器在管翅式换热器中的应用及优化

纵向涡发生器能够在较大幅度提升换热器换热能力的同时,较小幅度地增加其流动阻力。利用三维数值模拟的方法,详细分析和研究了纵向涡发生器对管翅式换热器传热流动的影响;并对纵向涡发生器的关键参数（攻角,数目,摆放位置）进行了优化。结果表明：纵向涡发生器的攻角为15°,采用3对矩形小翼时,管翅式换热器的空气侧换热能力的提升幅度超过了其流动阻力增加的幅度,与未采用强化措施的换热器相比,其空气侧传热系数提升了71.3%～87.6%,相应的流动阻力增加了54.4%～72%;空气侧的换热能力随着纵向涡发生器数目的增加而逐渐变大,但空气侧的局部换热能力在第5根换热管之后几乎不受涡发生器数目的影响;与纵向涡发生器的顺排布置相比,纵向涡发生器以交错叉排的方式布置时,可以在保证强化换热水平的同时,进一步减小换热器流道内的流动阻力。     

板翅式换热器封头对其流体分配及换热的影响

实验研究了板翅式换热器封头结构对其内部流体分配及换热特性的影响,实验结果表明,目前工业应用的板翅式换热器内部存在流体分配极为不均匀的严重问题,造成了其换热效能的严重下降。研制了各种新型孔板封头结构,并且实验研究了新型封头的各种参数,如孔板长度、开孔的分布规律和小孔直径对板翅式换热器流体分配及换热的影响。研究结果表明,孔板封头从根本上改善了换热器内部流体的分配问题,流体不均匀度从0.208减小到0.035,最大与最小流速比由改进前的2—3倍降低到1.1—1.2倍,温度分布不均匀度从0.826减小到0.601。孔板型封头结构增加了换热器的流动阻力,错排孔板型封头在改善换热器流体分配的同时,也较好地抑制了阻力损失的增加,得到了不同封头结构的流动阻力与雷诺数之间的关系。     

网状孔板纵向流换热器壳程流体流动及换热的三维数值模拟

利用Fluent软件对网状孔板纵向流换热器壳程流体流动及换热进行了三维数值模拟,得到了壳程流体温度场、速度场及压力场等细观信息。根据模拟的结果,揭示了网状孔板强化壳程流体换热的机理,分析了壳程流体沿轴向流动及换热的性能,总结了近壁区流场及温度场的特点。