纵向流混合管束换热器试验研究

对三种纵向流管壳式换热器进行了试验研究, 结果表明变截面管管束的传热系数比光滑管管束高1.3～2倍, 但压降也大出0.6～1倍, 而采用混合管束既可获得高的传热系数, 也可使压降不至过大.通过改变变截面管与光滑管不同数量比例和布置方式, 使之满足对强化传热和限定压降的各种要求.     

扁管管束壳程传热性能实验研究

对扁管管束的壳程传热及流阻性能进行了实验研究.结果表明,在壳程传热面积和壳程进口体积流量相同条件下,扁管管束壳程的进出口温差效率、传热系数略高于圆管管束,其压降降低了26%～42%,传热与流阻综合性能指标提高了21%～34%.     

变截面管混合管束模型及关联式

根据流体力学和传热学基本理论,建立了无折流板（杆）变截面管混合管束纵向流管壳式换热器管程理论计算较通用模型.通过实验测得的数据,利用回归法得出了管程传热膜系数和阻力系数的关联式,最后得到变截面管管程传热和压降计算式.     

先进微翅凹坑复合强化表面管外流动沸腾换热预测模型

采用实验方法对比制冷剂在3根强化管和1根光滑管外环形侧的流动沸腾换热和压降特性。实验采用的3根强化换热管分别是具有螺旋微翅片的换热管(HB管)、具有凹坑结构的换热管(DIM管)和同时具有螺旋微翅片和凹坑复合结构的换热管(DIM/HB管)。实验的饱和温度为6℃,质量流速范围是75～225 kg·(m²·s)^-1,进出口干度分别保持在0.2和0.8。从流动沸腾换热实验结果可以看出,具有复合结构的DIM/HB管展示出最高的换热系数,约为光滑管的1.54～2.23倍。但同时DIM/HB管也展示出相对较高的摩擦压降,约为光滑管的1.26倍。基于文献中2种经典的蒸发换热预测关联式分别对预测模型进行修正,通过比较发现,基于Thome关联式的修正预测模型拟合效果更好,误差可达10%以内。     

蒸发式冷凝器异型扁管性能分析及数值模拟

针对目前蒸发式冷凝器采用的圆管、椭圆管、弹形管管型的不足,设计开发了新型异型扁管的管型结构,为验证其优良性能,运用FLUENT软件对4种管型管束内强制对流空气进行数值模拟,建立了管束流场的数学模型,采用求解压力耦合方程组的半隐式方法(SIMPLE)进行迭代计算求解,在进口流速为1.5~3.9 m/s范围内分别进行了计算,运用Tecplot10后处理软件直观表征空气的速度场、温度场、压力场,给出了压降损失随空气流速变化关系曲线.数值模拟结果表明,新型异型扁管和其他3种管型相比,压降约降低30%、21%及15%,同时出口截面空气平均温度有所增加.     

波节管换热器传热试验研究

对3种不同几何尺寸的波节管和光管的换热及其阻力特性进行了试验研究．结果表明,波节的存在增加了对流体流动的扰动,提高了波节管的换热能力;波节管的换热能力随波节长度与波深比值的减小而增加,波节管比光管的换热系数与阻力压降比K／△p提高了1.50～4．01倍．拟合出的准则公式可为波节管实际应用提供一定的参考．     

不同排列方式下水平降膜管束中的管束效应及传热特性

管束效应普遍存在于水平管降膜蒸发管束中,表现为随着管束深度的增加,传热性能逐渐变差,严重影响着降膜蒸发器的运行效率.为了查明管束效应的产生机理,文中研究了46℃水在恒热流密度(47.3 kWm^-2K^-1)条件下的管束降膜流动及传热特性.结果表明:(1)正方形排列管束传热性能最差,管束效应最明显;三角形排列管束传热性能最好,是正方形排列管束的1.3倍;(2)沿管束深度方向,传热系数波动幅度先增加后减小;(3)供液高度、竖直管间距的增加有利于上排管传热,对下排管影响较弱;(4)液膜分布对上排管传热影响较大,但随管束深度增加逐渐变弱.     

扁管管束壳程传热性能实验研究

对扁管管柬的壳程传热及流阻性能进行了实验研究．结果表明，在壳程传热面积和壳程进口体积流量相同条件下，扁管管柬壳程的进出口温差效率、传热系数略高于圆管管柬，其压降降低了26％～42％，传热与流阻综合性能指标提高了21％～34％．     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究.结果表明:在管程进口体积流量相同条件下,扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管,虽其压降也高于圆管,但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管.说明扁管是一种高效强化传热元件.     

螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅰ)——高粘度流体下的中试研究

在高粘度流体下对新型的螺旋折流板换热器和普通的垂直折流板换热器进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似计算模型。实验结果表明,对高粘度油品,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的１．５倍,显示螺旋折流板换热器不仅适用于低粘度流体,也可用于高粘度流体,具有广阔的开发应用前景。     

流体诱导新型弹性管束强化传热实验

为深入研究不同实验条件下新型弹性管束的传热特性,建立了传热综合实验台,计算得到了管束管外、管内及总传热系数随Re的变化曲线图。实验结果表明:新型弹性管束的管外平均表面传热系数基本为同Re数下的固定管束的3倍以上,强化传热效果明显。对比不同条件下的实验结果可以得出,汽-水换热条件最好、水-水换热条件次之、恒热流条件最差。原因为管内流体介质对弹性管束的振动特性影响较大,振动特性增强使得传热特性增强。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

波纹管内层流脉动传热和阻力特性的数值研究

为探讨波纹管和脉动流同时使用能否实现复合强化传热的效果,利用计算流体力学软件Fluent数值模拟了波纹管在管内流体发生周期性速度变化条件下的传热和阻力特性．模拟的边界条件为：管壁温度293K;管内工质为水,入口温度333K,平均流速0．02m／s,脉动频率厂分别取2、4、5、8、10Hz,振幅A分别取0．2、0．4、0．6、0．8、1;出口压力为0．通过分析传热强化系数、沿程阻力增强系数、效应评价准则数,结果显示：管内脉动流既能强化波纹管的传热也会弱化传热;相比稳态流条件,传热最大能被强化约5．9％;脉动流会增大波纹管的沿程阻力;综合考虑传热的强化作用和流动阻力的增加,在A≥O．8且,≥4Hz条件下,管内脉动与波纹管能起到复合强化传热效果;脉动流条件下波节附近漩涡周期性的产生和消失是传热被强化和沿程阻力增加的主要原因．     

螺纹槽管冷凝器若干应用问题的探讨

介绍了螺纹槽管用于船舶冷凝器中的几个问题,在光管冷凝器与螺纹槽管冷凝器对比试验研究的基础上,给出了冷凝器传热、水阻及冷凝特性的试验结果,对螺纹槽管冷凝器的传热性能做了评价,对螺纹槽管的疲劳强度进行了试验及分析,并对螺纹槽管的结垢问题做了论述,所得结果为螺纹槽管开发用于船舶冷凝器提供了依据。     

波纹管传热与污垢特性的实验研究

采用对比的实验方法对波纹管和光管的流动、换热和污垢特性进行了研究。实验结果表明:对于相同公称直径的波纹管和光管,在相同流量时,波纹管的流动阻力系数和压降比光管大,但波纹管具有结垢速度慢、诱导期长、污垢热阻渐近值小的优点,而且波纹管在结垢前后都有良好的强化传热性能。     

纳米颗粒形状对螺旋管强化传热的影响

采用欧拉-拉格朗日两相法研究了螺旋管内不同形状纳米流体的传热性能。分析了纳米颗粒形状对螺旋管内传热强度、压降、热力性能的影响。研究结果显示:不同颗粒形状对螺旋管内纳米流体传热强度和压降的影响趋势一致,即传热强度和压降由高到低的顺序为血小板形、圆柱形、刀片形、球形、砖形;在颗粒球形度一定时,粒径越小,传热强度越大,压降也越大;血小板形纳米流体的热力性能优于其他颗粒形状,其在Re为1 750时热力性能系数达到最大值1.11。     

螺旋翅片管结构对锅炉省煤器性能影响的研究

介绍了螺旋翅片管在电站锅炉省煤器的改造和设计中的应用情况.研究了螺旋翅片管省煤器的传热、阻力特性、结灰和磨损等方面的机理.分析了螺旋翅片管的直径、翅高、翅间距、翅厚、管间距等参数和管束布置方式对省煤器的传热、阻力特性、结灰和磨损等方面的影响.     

针形肋管束的传热特性和阻力特性的试验研究

在一低速风洞中,采用局部模拟试验法对针形肋管束进行了纵向冲刷的传热和阻力特性试验研究．利用线性回归原理得出了针形肋管束的平均Nu数和阻力数的计算关联式,并与光管加以比较．试验结果为以针形肋管为传热元件的热能利用装置,提供了设计计算依据．     

三角形布管方式下两种换热器传热与流阻性能研究

采用CFD数值模拟方法和折流板换热器、帘式折流片换热器周期性全截面计算模型,对两种换热器在正三角形布管方式下的传热系数、阻力、综合性能随Re数的变化情况进行了数值研究.研究结果表明,两种换热器对应的换热系数和壳程压力损失均随Re数的增加而增大,折流板换热器的传热系数大于帘式折流片换热器,约是帘式折流片的1.32倍,但其阻力大幅高于帘式折流片换热器,是帘式折流片换热器的2.4倍左右,两种换热器的综合性能均随Re数的增大而下降,帘式折流片换热器的α/ΔΡ几乎是折流板换热器的2倍,体现了帘式折流片换热器在保持较高的传热效果的情况下,具有显著的流动减阻性能.