饱和温度及热流密度对水平管外降膜蒸发传热影响的实验研究

实验研究了不同热流密度、不同液膜流量下,饱和温度对R134a在水平光管外降膜蒸发传热系数的影响。结果表明:当液膜流量较小时,降膜蒸发传热系数随着液膜流量的增大迅速增大,当液膜流量较大时,降膜蒸发传热系数随着液膜流量的增大维持在一个稳定值;随着热流密度的增大,降膜蒸发传热系数表现出先增大后减小的趋势,并且随着饱和温度的升高,这一趋势增强;当热流密度较小时,饱和温度的升高有利于降膜蒸发传热,当热流密度较大时,较高的饱和温度不利于维持液膜的完整性,从而不利于降膜蒸发传热。     

小流量煤油在变温度倾斜表面的降膜蒸发特性

在倾斜圆管内对航空煤油的降膜蒸发特性进行实验研究,其特点在于加热圆管的底部,管上的温度是不均匀分布的。分析了不同管长、煤油流量、倾斜角度、热流密度对煤油降膜蒸发特性的影响。通过实验,测出煤油的最大蒸干流量,并分析不同管长、倾斜角度和热流密度对煤油最大蒸干流量的影响。实验结果表明:在倾斜角度小于45°时,煤油最大蒸干流量会随着倾斜角度的增大而增大,在倾斜角度大于60°时,煤油最大蒸干流量会随着角度的增大而减小。煤油最大蒸干流量会随着热流密度的增大而显著提高,而过高的热流密度会造成煤油的结焦。     

微通道中R134a换热特性的数值模拟研究

采用数值模拟软件CFX对R134a在当量直径为0.6 mm的微通道中沸腾换热两相流特性进行了数值模拟分析。研究了质量流速、热流密度、干度对沸腾换热的影响。结果表明:沸腾换热会导致管内压力降低,使得蒸发温度,换热系数随着质量流速的增大而增大。换热系数的峰值随热流密度的增大和质量流速的减小向干度较大的方向偏移。     

阻燃织物的辐射热防护性能研究

介绍织物的辐射热防护性能 RPP 测试原理。选用 25 种阻燃面料进行测试,分析辐射热源强度与阻燃织物 RPP 值 的关系。借助于 SEM 测试对受热实验后织物微观变化进行表 征,分析实验现象及实验后织物的宏观变化。结果表明：在热流密 度较低的情况下,影响织物辐射热防护性能的主要因素是织物物 理结构参数;本征型阻燃织物的 RPP 值随着热流密度的增加而 减小,非本征型阻燃织物的 RPP 值随着热流密度的增加出现减 小、增加交替现象。热流密度增大时,烧伤时间减小的幅度大于辐 射热流密度增加的幅度,RPP 值总体上呈减小趋势。RPP 值不 宜作为评价织物在宽分布辐射热流量下的辐射热防护性能的唯一 指标。随着辐射热源强度的增加,本征型阻燃织物外观几乎没有 变化,而后整理织物和混纺织物炭化分解逐渐加深。     

低温地板辐射采暖传热分析

建立低温地板辐射采暖二维稳态导热数学模型,利用CFD模拟分析供回水平均温度、室内温度、盘管间距、埋管厚度、热水流速及盘管管径对热流密度和温度分布的影响。结果表明热流密度随盘管管径、供回水平均温度增大而增大,随室内温度、盘管间距、埋管厚度增加而减小;温差随盘管管径、供回水平均温度、盘管间距增大而增大,随室内温度、埋管厚度增加而减小,而热水流速影响较小。     

双管多曲面槽式空气集热器热性能数值研究

为了研究双管多曲面槽式空气集热器的传热特性,通过TracePro软件与Fluent软件探究了不同太阳辐照度、管内风速及进口温度对集热管管壁温差、瞬时集热量和瞬时集热效率的影响。结果表明,双管管壁因太阳辐射引起的热流密度分布十分不均匀;当太阳辐照度从800 W/m~2增加到1 200 W/m~2时,管1(-30,30)的径向温差增加了171.4℃,轴向温差增加了101.8℃;管2(40,118)的径向温差增加了56.7℃,轴向温差增加了56.8℃;集热器的瞬时集热量最大为991 W,瞬时集热效率最大为61.6%;当管内风速增大时,集热管的轴向温差和径向温差都会减小,进口风速的变化对瞬时集热量和瞬时集热效率的影响规律是相同的,管内最大风速不宜超过2.8 m/s;进口温度对集热器集热性能的影响较大,双管的径向温差和轴向温差都随进口温度的增加而减小,但轴向温差的下降速率高于径向温差。此外,当进口风速从1.4 m/s增加到3 m/s时,双管进出口压降均增大了约1.6倍,管内流动阻力有较大增长,综合集热性能与节能考虑,管内风速取值2.2～2.4 m/s为最佳。该研究结果可为此种多曲面槽式太阳能空气集热器的应用提供参考。     

微胶囊相变悬浮液传热特性的实验研究

介绍了微胶囊相变悬浮液的研究进展。建立了微胶囊相变悬浮液层流传热特性的实验系统,对其在定热流密度加热条件下的管内层流强迫对流传热特性进行了测试和分析。影响传热强化的主要因素为雷诺数及微胶囊的体积分数,斯蒂芬数的影响很小,可以忽略不计。微胶囊相变悬浮液的管内层流强迫对流传热的修正努塞尔数是水的2.5~3.0倍,修正努塞尔数随着雷诺数及微胶囊体积分数的增加而增大。     

夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙对建筑能耗的影响研究

通过在环境实验室内搭设实体建筑物,模拟夏热冬冷地区夏季、冬季的太阳辐射和室内外温度环境,测试不同太阳辐射强度下建筑外墙温度场和热流密度的变化情况,分析夏热冬冷地区太阳辐射通过外墙热传导对建筑能耗的影响。结果表明:随着太阳辐射强度的增加,建筑外墙外表面、中心和内表面温度随之升高,太阳辐射通过建筑外墙的温度场进行室内外热能传递,进而影响其建筑能耗。在夏季,太阳辐射是决定建筑外墙冷负荷的主要原因,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而增加,导致建筑冷负荷增大,空调能耗增加;在冬季,外墙热流密度随太阳辐射强度增大而下降,导致建筑热负荷减小,采暖能耗降低。     

小温差下水平椭圆管外表面淋激换热特性实验研究

污水换热器是制约着污水源热泵系统的关键部件,采用淋激式换热器代替传统的管壳式换热器和沉浸式换热器用于污水侧取水换热是解决污水换热器结垢、除垢和堵塞有效途径。在小温差下对水平椭圆管采用淋激方式对其换热表面的换热特性进行实验研究,通过理论和实验相结合的方法,研究不同管内Re、管外喷淋密度、管间距d和入口温度t对传热系数的影响,得到了小温差下水平椭圆管淋激换热特性的关键影响因素,从而为淋激换热装置设计提供技术指标。结果表明:增大管外喷淋密度和提高管内入口温度能够有效提高换热管传热系数,而提高换热管内流速和增加管间距对传热系数影响不是很明显;淋激方式下水平横管管间距应该设置在40mm处,换热管内流体流速控制在一个合理经济流速范围内即可。     

地埋管换热系统中土壤温度恢复特性分析

针对防护工程负荷特点,基于温度场叠加原理建立了考虑轴向传热的纯导热介质和考虑地下水流动的土壤温度恢复模型。利用所建立的纯导热模型,对不同深度、径向距离、运行方式及地埋管热流密度下土壤温度恢复过程进行了分析。研究了地下水流动对土壤温度恢复的影响及地埋管的热作用距离。结果显示:地表及轴向传热对土壤温度恢复的影响不可忽略;土壤温度恢复率随着与埋管距离的增大和运行周期的延长而降低,随地下水流速的增大而升高;土壤温度恢复特性与岩土物性、室外气象参数、系统运行方式等有关,而与地埋管热流密度无关;在冷热负荷不平衡的地区布置地埋管时应适当增大埋管间距。     

套管式地埋管换热器温度分布及换热性能计算

在设定钻孔壁温度均匀且不随时间改变的前提下,建立两种循环水流动方式下(外进内出:循环水由外管流进,内管流出;内进外出:循环水由内管流进,外管流出)的套管式地埋管换热器(以下简称换热器)稳态换热模型,采用解析法计算环形流道、内管循环水沿程温度。将换热器能效、换热流量作为评价指标,分析换热器换热能力的影响因素。在供冷工况下,得到以下结论:虽然两种流动方式的循环水沿程温度分布不同,但换热器出口循环水温度相同。设定参数条件下,采用内进外出流动方式,内管内循环水在下降过程中温度逐渐降低,环形流道内循环水在上升过程中温度也逐渐降低。采用外进内出流动方式,环形流道内循环水在下降过程中温度逐渐降低,而内管内循环水在上升过程中温度逐渐升高。虽然外进内出、内进外出流动方式的环形流道与内管间均存在热短路现象,但外进内出流动方式的热短路现象更加明显。增大内管壁热导率,使两种流动方式的热短路现象明显增强。增大外管壁热导率,有利于改善两种流动方式的热短路情况。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差、能效、换热流量均随钻孔深度的增大而增大。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随循环水质量流量的增大而逐渐降低;能效随循环水质量流量的增大而减小,并趋于稳定;换热流量随循环水质量流量的增大而增大,但增速逐渐放缓。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随外管壁热导率的增大先迅速增大,然后趋于稳定。其他参数不变的情况下,换热器进出口循环水温差随内管壁热导率的增大先迅速减小,然后趋于稳定。能效、换热流量的变化情况与套管式地埋管换热器进出口循环水温差随内外管壁热导率的变化情况一致。     

油田注水系统中毛细管内硫酸钡结垢动力学分析

通过电感耦合测试技术考察管径、管长、流量、浓度等因素对硫酸钡出口浓度的影响,结合差压法和哈根-泊肃叶公式计算出毛细管内流速变化,给出模拟水源在毛细管内硫酸钡结垢现象与沉积动力学参数。通过物料衡算建立硫酸钡沉积动力学参数,且引入管内流动速率增强系数。结果表明:在实验范围内,流动速率增强系数随着管长和流量的增加而线性增加,而沉积动力学系数随着管径、管长和流量的增加呈现非线性增加的趋势,同时入口浓度对流动速率增强系数和沉积动力学参数几乎没有影响;管内流动速率增强系数和沉积动力学系数与实验结果吻合较好,误差小于(±20)%;管内进口处硫酸钡晶体较小,平均粒径10~20μm,出口段沉积增长像树叶状或菜叶叠加状,晶体颗粒较大,平均粒径50~100μm。     

低温热水有源相变墙体的辐射供暖特性

在有源相变墙体二维数学模型基础上,对在不同的相变温度,相变潜热、相变层厚度及设计室温条件下的有源相变墙体辐射供暖特性进行了模拟计算,分析了各因素对低温热水有源相变墙体辐射供暖特性的影响。结果表明:随着相变温度增大,墙体表面平均温度和热流密度值随之增大,但波动幅度减小;相变潜热对墙体表面平均温度影响较小,而对墙体表面热流密度影响较大,且相变潜热越大,二者也随之增大;相变层厚度增加,墙体表面平均温度和表面热流密度逐渐减小;设计室温越高,墙体表面温度越高,而表面热流密度减小。     

溴化锂水溶液常压下沸腾再生实验研究

针对常规除湿溶液Li Br水溶液,在常压条件下,展开沸腾再生过程实验研究。根据实验需求确定了正交实验方案,实验因素包括溶液初始浓度、初始温度、热流密度、冷却水流量,实验结果表明,各因素对于常压下沸腾再生速率的影响程度依次为热流密度、初始温度、初始浓度、冷却水流量。其中热流密度和初始温度对再生速率影响显著。     

残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响

以木炭模拟研究了残余碳对掺萘系减水剂水泥浆体流变性的影响,测试了水泥颗粒对萘系减水剂的吸附量以及浆体的流动度、Marsh时间、饱和掺量、表观黏度及剪切应力,同时观察了浆体絮凝情况.结果表明：随着残余碳含量的增加,萘系减水剂的表观吸附量逐渐增大;掺萘系减水剂水泥浆体的流动性随着残余碳含量的增加而下降,表现为浆体流动度下降、Marsh时间增大、饱和掺量增大、分散性下降、浆体絮凝结构数量及强度增大、剪切应力及表观黏度增大;浆体流动性与萘系减水剂的表观吸附量存在反向对应关系.     

双面辐射楼板换热性能的实验研究

以重庆地区某别墅作为实验对象,供热热源采用土壤源热泵,地板辐射供暖系统采用双面辐射楼板.将上下两层的两个房间作为测试房间,对测试房间的供回水温度、流量、围护结构表面温度、室内空气温度进行实测.基于实测数据,对双面辐射楼板上下表面的辐射换热表面传热系数、对流换热表面传热系数、热流密度进行了计算.双面辐射楼板以辐射传热为主,辐射热流密度是对流热流密度的2.4倍(平均值),且上表面的辐射、对流热流密度均大于下表面.     

较高黏度垂直油气两相流实验及压降研究

依托可视化多相流实验平台,利用储罐温度控制流体黏度,开展垂直管较高黏度油气两相流动特性实验研究。记录不同黏度(60、100、290、480 mPa·s)、表观气速(1～60 m/s)和表观液速(0.02～0.55 m/s)下管内流型、持液率和压降,得到156组实验数据,分析不同黏度液体对气液两相流动的影响和现有模型产生误差的主要原因。结果表明:总压降随着液体黏度的增加而增加,随着表观气速的增大先减小后增大;总压降最小值受表观液速及其黏度的共同影响。根据实验数据重新拟合了压降预测模型,采用10井次生产数据对新模型验证的平均绝对误差(mean absolute deviation, MAD)值为13.48%,较其他预测模型准确度提高了10%,新模型能够为稠油生产和运输设计提供理论参考。     

地埋管周围土壤冻结传热特性的实验研究

本文通过搭建沙箱实验平台模拟地埋管低温取热过程,采用控制变量法研究含水率和管内流体温度对地埋管周围土壤冻结传热的影响,并对实验结果进行分析和数值拟合。实验结果表明:随着含水率的增加或管内流体温度降低,土壤冻结区厚度增加,冻结区土壤温度降低,传热速率加快,而且管内流体温度降低对土壤冻结的影响更大,管内流体温度对冻结边界层和土壤温度的影响比含水率分别大32.57%和11.62%。     

多孔竖板辐射供暖室内温度分布数值模拟研究

针对提出的新型多孔辐射竖板结构,通过CFD软件对不同结构及运行参数下辐射竖板换热进行模拟,并与实验测试结果对比,验证数值计算模型的正确性.结果表明:竖板表面温度、热流密度受供水温度影响明显,供水温度升高10℃,竖板表面温度升高3℃左右,热流密度增加13 W/m2.室内空气温度水平方向分布均匀,垂直方向室内空气温度在垂直...     

地铁长区间隧道火灾双点排烟烟气分布特性

基于1∶20缩尺模型隧道,设置4种风口尺寸、3种火源热释放速率,改变排烟量,设计33个工况研究地铁长区间隧道火灾双点排烟的顶部烟气温度分布特性与烟气流动特性。实验发现,地铁长区间隧道火灾顶部烟气温度随着与火源之间的距离的增大而减小,在排烟风口处烟气温度突然下降;烟气温度随着火源热释放率的增大而增大,排烟口尺寸和排烟体积流量对隧道顶部烟气温度的影响不大。火灾中,应将烟气控制在火源段,保证非火源段烟气排净。