水平管束降膜蒸发中CO2解吸的微观特性

水平管降膜蒸发中释放的不凝气严重降低了管内冷凝传热速率,会使海水淡化的能耗成本显著增加,因此研究水平管束降膜蒸发中CO₂解吸的微观过程具有重要意义。文章建立了耦合水平管束降膜蒸发传热和CO₂解吸的理论模型,计算得到CO₂解吸单元体、碳酸盐组分浓度,分析了CO₂解吸量的微观特性。结果表明：传热系数的模拟值与实验值吻合良好;化学反应时间沿竖直管排方向减小且其速率逐渐降低,而沿水平管长方向随竖直管排节点数的增加而变长;主导CO₂解吸速率的HCO₃^-和CO₃^2-在微元内的浓度显著高于CO₂和H⁺浓度;单位面积的蒸发速率和每吨海水CO₂解吸量沿竖直管排、水平管长方向均减少。     

水平管降膜蒸发器管束结构优化数值模拟

摘要本文采用数值模拟方法,通过观察不同条件下液膜流动状态以及计算相应状况下的液膜厚度,研究水平管降膜蒸发器管外液体流动的影响因素并对管束结构进行优化.计算结果表明:旋转三角形管束布置有利于在传热管上形成稳定的液膜,而三角形管束布置有利于传热管上液体的混合;管间距和液体的初始流速对降膜蒸发器管外液体流动有重要影响,随着管间距的增大以及液体初始流速的减小,管束中呈现柱状流的管排范围减小.     

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...     

光管管束的沸腾传热实验研究

本文实验研究了管束间距、管排数、管束排列方式、热负荷大小和沸腾工质物性等因素对光管管束池沸腾传热的影响规律。实验包括有二排管束、三排管束、七管束、十三管束等,管束相对间距在0.9～3.3之间。实验结果表明,对于旺盛核池沸腾区域,管束中管间距的影响甚微,沸腾曲线基本上与光管时吻合;对于自然对流向核沸腾转折区域,管束各管间的影响较大,明显地使传热强化,一般可提高10～100％。     

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%.     

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.     

管内插入螺旋线的降膜蒸发传热性能研究

提出了管内插入螺旋线的竖管降膜蒸发传热强化方法，并通过实验探讨了液膜雷诺数、传热温差和螺旋线插入物的结构参数对降膜蒸发传热性能的影响。结果表明，插入螺旋线与光管相比，传热膜系数可提高20％以上。     

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.     

H型翅片管束空气流动及换热特性

为了对不同排列方式的H型翅片管进行数值分析,建立不同布置方式下H型翅片管束流动及换热数值模型,获得两种典型布置下的流动及传热特性变化规律。结果表明,H型翅片特殊沟槽结构使背风侧形成纵向冲刷流场,存在明显的三维流动特征,使得其具有自清理、不易积灰的功能;错排翅片基管传热系数大于等间距排列的基管,并且随速度增大,换热效果差异越明显;管束行距对翅片管传热系数的影响明显大于列距的影响,管束行距增大,引起流道内空气平均速度下降,传热系数降低,流道损失减小。     

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。