基于热力学原理的气液相变传热研究

随着现代化工生产的高效率要求,如何提高化工原料在气液相变过程中的传热效率,进而为化工工艺生产提供更多的热能,是当前化工生产改进的重点。结合气液相变基础理论,同时在传统研究的基础上,在气液相变过程中引入电场,同时构建在电场作用下的温度和相变焓之间的关系,得到二甲醚和甲醇在一定电场下的相变焓变化趋势,由此得到在气液相变传热中的机理。通过上述的研究,为当前气液相变提供了理论和实践借鉴。     

基于焓法与伪焓法的固液相变传热LB模型分析

固液相变传热过程在各个领域有着重广泛的应用,为深入研究固液相变传热过程特性,对格子Boltzmann方法在解决固液相变传热问题的相关模型进行了介绍.重点分析了基于焓法及伪焓法的固液相变LB模型,接着指出了基于焓法的LB模型可以根据焓值直接追踪相界面但需要迭代计算,而基于伪焓法的LB模型通过"预测"和"修正"无须进行迭代但将源项完全根据显热计算,从而改变了能量方程的形式,并未考虑潜热影响.对模型的对比分析,为解决固液相变相关问题提供指导与借鉴作用.     

舞动的液滴：界面现象与过程调控

液滴动态行为的调控在包括微化工、相变传热、喷雾冷却、农药喷洒、微流控芯片等领域都具有广泛的应用。液滴润湿过程包含着复杂的固液界面现象,借助界面效应对液滴动态行为进行调控是液滴调控领域的热点方向。将围绕多尺度润湿、界面结构驱动的液滴动态行为等过程中的若干科学问题进行综述。首先介绍了多尺度表面润湿基本理论,讨论了核化过程、液滴多尺度润湿、液滴弹跳和液滴多向迁移过程及液滴撞击固体表面过程中的固液界面作用机理,并展现了液滴动态调控在相变传热、喷墨打印、农药喷洒和微流控等工业过程的调控作用、应用以及主要发展趋势和方向。     

舞动的液滴:界面现象与过程调控

液滴动态行为的调控在包括微化工、相变传热、喷雾冷却、农药喷洒、微流控芯片等领域都具有广泛的应用。液滴润湿过程包含着复杂的固液界面现象,借助界面效应对液滴动态行为进行调控是液滴调控领域的热点方向。将围绕多尺度润湿、界面结构驱动的液滴动态行为等过程中的若干科学问题进行综述。首先介绍了多尺度表面润湿基本理论,讨论了核化过程、液滴多尺度润湿、液滴弹跳和液滴多向迁移过程及液滴撞击固体表面过程中的固液界面作用机理,并展现了液滴动态调控在相变传热、喷墨打印、农药喷洒和微流控等工业过程的调控作用、应用以及主要发展趋势和方向。     

气液相变换热过程中界面腐蚀的基础研究进展

由于两相之间会不断转换,相变换热被称为复杂的传热传质过程,其过程中会引起相变腐蚀,如冷凝液滴腐蚀、气泡腐蚀以及多相流流动腐蚀等。目前对于气液相变腐蚀的研究集中在对腐蚀产物的表征、分析,忽略了相变过程中由于能量传递引起的界面变化对腐蚀的影响。本文从相变腐蚀机理、腐蚀防护两方面出发,系统地总结管道内外冷凝液滴腐蚀、气泡腐蚀与多相流流动腐蚀等气液相变腐蚀领域的研究进展,并对其中存在的问题进行总结,同时归纳了用于研究相变腐蚀过程的腐蚀预测模型,分析其应用场合以及各种模型的优势与不足,以期为研究气液相变腐蚀监测与控制的学者提供参考,并指出气液相变换热过程中的气液两相界面腐蚀问题是未来相变腐蚀研究的重要方向。     

一种模拟气液相变过程的相变模型

提出了一种基于VOF（volume of fluid）方法的相变模型，用于计算气液相变过程的控制方程中的传热传质源项。在单位时间步长上相界面附近发生的传热以瞬态热扩散来考虑，并假设该传热导致了相变的发生。相变模型能够通过相界面单元的温度、流体热物性以及时间步长来计算传热传质源项。通过一维Stefan问题和二维水平膜沸腾问题对该相变模型进行验证，对比了相界面位置以及温度分布，结果与理论解吻合良好。进一步探讨了相变模型中的时间步长对计算精度的影响。结果表明时间步长越小，本相变模型模拟得到的结果与理论解的偏差越小。     

膜蒸馏跨膜传热过程的火积分析

膜通量是评价膜蒸馏技术优劣的重要指标,膜蒸馏过程的热能损失与低膜通量情况严重阻碍了膜蒸馏技术的工业化.火积理论主要用来分析热量传递过程的不可逆性,进而达到优化传热的目的.膜蒸馏过程为液气相变的过程,通过火积耗散理论,建立膜蒸馏系统稳态相变传热过程的火积平衡方程,在此基础上对膜蒸馏系统跨膜传热过程进行火积分析,推导出了膜...     

相变蓄冷材料及系统应用研究进展

相变蓄冷技术利用相变材料在相变时伴随着的吸热或放热过程对能量进行储存和应用，起到控制温度、降低能耗和转移用能负荷的作用。本文综述了相变温度在25℃以下的相变蓄冷材料及其在不同应用场景的筛选依据，介绍了相变蓄冷材料在食品医疗冷链物流、建筑节能控温与数据中心应急冷却、人体热管理和医疗保健的相变纺织品等领域的应用。从调节相变蓄冷材料相变温度、过冷度、热导率和循环稳定性等方面总结了材料热物性的调控策略，分析了不同调控策略存在的优缺点，指出相变蓄冷系统可通过增强蓄冷系统热导率和强化传热结构来改善普通材料传热性能差的问题。最后从复合相变材料制备到系统设计优化和应用场景拓展等方面对相变蓄冷技术研究方向进行了展望。     

强化相变换热技术的进展

化工生产中遇到大量的相变换热过程,特别是在有机化工生产中某些有机物质因物性关系其沸腾或冷凝相变的换热系数相当低(在1大气压下为500～800瓦/米~2·开),远较另一侧传热流体介质的换热系数为低。用蒸发过程制备一些热敏性物质时为保证产品质量必须设法降低沸腾(蒸发).过程的过热度。因此,在化工生产中强化相变的换热过程对于促进换热设备的更新换代,改善热能利用品质、节约能耗、降低成本、提高劳动生产率有非常积极的     

方肋微通道内流动沸腾的气泡动态与传热特性分析

为揭示方肋微通道热沉内流动沸腾的传热传质机理,本文基于耦合VOF方法与“饱和界面”相变模型对微通道内单个气泡绕流加热方肋的传热传质过程进行了数值研究。通过分析该过程中气泡增长速率与方肋壁面传热系数的变化,重点讨论了初始气泡体积和入口雷诺数Re对相变传热效率和流动结构的影响。结果表明：在气泡流经加热方肋过程中,气泡与方肋表面之间形成一层薄液膜,该薄液膜的相变蒸发极大强化方肋表面的换热效果,换热系数较相同条件下的单相流动提升6倍以上。此外液膜厚度随Re增大而变厚,液膜热阻相应增大,液膜蒸发对换热的促进作用随Re增大而降低。最后考察了气泡体积对方肋壁面换热的影响,结果表明：初始体积大的气泡具有更薄的液膜厚度及更大的蒸发面积,表现出更高的相变传热效率;而小气泡对壁面温度影响较小。     

浅析换热器强化传热技术

在工业实践中,换热器设备被广泛的应用。为达到节能降耗的目的,有效提高抉热效率的研究也在持续进行。现有的提高其换热效率的技术主要为对流强化换热技术。本文就当前主要的强化传热技术进行小结并对当前强化换热技术的发展方向予以说明。     

管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对各种强化壳程传热的传热管换热器、纵向流、螺旋流、射流换热器的结构特点、强化传热机理及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

新型螺旋盘管换热器的流动及传热性能研究

一种新型的高换热效率的螺旋盘管换热器。将该新型换热器与普通的管壳式螺旋盘管换热器进行理论分析对比,该新型换热器具有以下主要三个方面优势:可轻松拆卸,定期清除管外壁上的污垢;能有效提高管外侧的对流换热系数;有效减少了管壳体本身的蓄热耗能。通过理论分析计算,比较了设计新型螺旋盘管换热器的性能优劣;并进行了实验研究,在实验中,通过对比实验发现新型螺旋盘管换热器管外侧水流速是普通螺旋盘管换热器的2.3倍,管外侧对流表面换热系数是普通螺旋盘管换热器的1.69倍。验证了新型螺旋盘管换热器能够有效提高换热能力,为螺旋盘管换热器的结构设计、性能优化提供有益的理论和实践依据。     

管壳式换热器传热强化的研究与开发

管壳式换热器在石油化工行业中广泛使用。由于工业的发展,很多换热器已不能满足需要。本文通过壳程和管程两方面进行强化传热,来研究与开发新型高效换热器。     

管壳式换热器强化传热进展

管壳式换热器在石油化工领域应用广泛,其强化传热技术的研究受到普遍关注。主要介绍了近年来国内与国外高效节能管壳式换热器强化传热技术研究的进展情况,分别从管侧、壳侧和整体结构改进三方面分析了管壳式换热器的强化传热效果及特点,最后提出了强化传热的发展方向。     

含不凝气的蒸汽冷凝的传热计算与换热器设计

本文用传热及传质理论对不凝气－ 蒸汽混和气体的冷凝传热机理及计算方法进行了分析, 并介绍了在ＣＯ 原料气生产过程中的废热回收及冷却装置的设计过程中得到成功运用。     

强化传热技术在USC-28U型裂解炉上的应用

综述了裂解炉上扭曲片强化传热技术的基本原理,介绍了扭曲片技术在中石化广州分公司乙烯装置裂解炉上的应用情况,重点阐述了广州分公司USC-28U型裂解炉扭曲片技术的使用现状,通过对扭曲片管与普通裂解炉管进行详细的对比分析,验证扭曲片的实际工业应用效果。     

管壳式换热器新型管支撑结构在传热强化方面的进展

本文讨论了管壳式换热器新型管支撑结构在强化传热方面所取得的一些进展、传热机理及应用范围,并简介了CFD技术同管壳式换热器结合研究的情况,提出将几种强化技术和计算机辅助设计手段结合起来是将来换热器的发展方向。     

固-液相变传热强化过程研究进展

相变热控技术是从20世纪60年代航天热控技术演变而来,通过相变将热量储存或释放从而达到控制温度的目的。但是由于部分相变材料的导热系数低,使系统的储能和释能时间增加,不利于有效控制系统的温度。这种系统只适用于功率不高且功率周期性变化的场所,针对这个问题,国内外学者进行了大量研究,文章对近几年国内外强化相变传热的大量研究进行了综述。介绍了三种主要的强化传热方法,分别是泡沫金属、金属固体和金属翅片、膨胀石墨。并探讨了强化相变传热中存在的问题。     

换热器传热数值模拟的两个假设

对管壳式换热器的数值模拟所采用的数值模型发展过程进行了详细介绍,列出了管壳式换热器壳程和管程数值模拟所取得的研究成果。接着对换热器的整体传热模拟作了简化,提出两种假设,并举例进行数值模拟验证,结果表明：温度场的分布与假设相近。这样对换热器的数值模拟给出一个新的思路。