翅片管换热器

<正> 翅片管换热器采用翅片管为传热元件,具有体积小、传热表面大、效率高的特点。它问世半个世纪,应用于炼油、化工行业已有四十年历史。自一九四八年美国德克萨斯州炼油厂首次全部采用翅片管空气冷却器代替传流的水冷却器以来,发展很快。五十年代起,英国新建的几家炼油厂也全都采用了     

花瓣状翅片管气体换热器（二）

以空气为介质,以纵向流动方式冲刷光滑管与花瓣状翅片管进行管壳式换热器壳程的传热强化与流阻性实验研究。实验结果表明,与文（一）的横向冲刷情况相比,在相同工功耗下,Ｒｅ＝２×１０＾４时,按实际换热面积计算,横向冲刷花瓣状翅片管比光滑管提高给热系数１３５．８％,纵向冲刷花瓣管仅与光滑管的给热系数相当,文中通过设计实例的是到横向冲刷是花瓣管空冷器设计方案的较佳选择。     

花瓣状翅片管气体换热器（一）

以空气为介质横向冲刷花瓣状翅片管（包括单管与管束）进行强化热与流阻性能实验研究 。并对其传热强化机理进行分析,结果表明,花瓣状翅片管的非连续周向翅片具有极好的传热强化效果,在实验范围内,本文提出了横向冲刷花瓣状翅片管传热性能的计算方法与理论分析模型,其计算结果与实验值符合良好。     

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％。     

基于遗传算法的翅片管换热器管路优化方法

通过设计有针对性的遗传编码方法和遗传操作算子,提出了一种实用有效的换热器管路连接优化方法。在满足换热器的换热能力和实际制造工艺的约束条件下,以换热器管路连接最短为优化目标对一个实际翅片管换热器进行了优化研究。结果表明,所设计的优化算法能够在5 h内收敛,优化后的连接管长度缩短25%。     

翅片结构对双向开缝翅片管换热器性能的影响

为了获得翅片结构对双向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的影响规律,对不同翅片间距P_f和开缝高度S_h的双向开缝翅片管换热器进行了数值模拟,并对数值模拟结果进行了模化试验验证。结果表明：当R_e<7200时,增大P_f会提高双向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能;当R_e>7200时,减小P_f会提高其传热性能,降低其阻力性能;随着S_h的增加,双向开缝翅片管换热器的传热性能先降低后提高,阻力性能先提高后降低;对于不同翅片结构的5种双向开缝翅片管换热器,P_f越大,综合流动传热性能越高,但实际换热面积会减小,需综合考虑;在R_e=2734~6712范围内数值模拟与试验结果吻合较好,数值模拟能较准确地反映双向开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。研究成果可为双向开缝翅片管换热器的结构与性能优化提供依据。     

轧片式翅片管换热器

轧片式翅片管换热器是目前国际上通用的较理想的换热装置。本文介绍了该产品国产系列的结构、性能及生产应用情况。     

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。     

翅片管换热器结霜性能研究

翅片管换热器结霜问题较为复杂,一直以来成为研究的难题。从换热器的翅片结构、表面性能、空气的速度、湿度等方面对翅片式换热器的结霜问题进行了总结,并从如何改善热泵系统结霜情况出发,对换热器的设计参数、换热器的操作条件等提出相应建议。     

印刷电路板换热器结构及传热关联式研究进展

印刷电路板换热器的流道是由光化学反应在金属换热板上刻蚀形成,采用扩散连接的方式将冷热换热板叠加成换热芯体。与传统换热器相比,印刷电路板换热器具有效率高、结构紧凑、高耐温耐压性等诸多优势,目前在核电站、新型太阳能发电、制氢工业以及燃气轮机中均有广泛应用。为了进一步提高印刷电路板换热器的综合性能,使其得到更广泛的应用,本文对印刷电路板换热器的性能评价指标、结构优化研究现状以及相关的工业应用进行了全面的归纳和分析,同时通过回顾国内外相关研究,对印刷电路板换热器（PCHE）未来的发展方向和应用潜力进行了展望,为印刷电路板换热器的结构设计优化提供参考。     

进风角度对椭圆管翅式换热器传热性能影响

对两排椭圆管翅式换热器实验元件在不同进风角度下（30°、45°、60°和90°）的换热性能进行了实验研究,结果表明,在测试的迎风速度范围内随着进风角度的减小换热器换热性能减弱,并给出了测试工况范围内的换热性能经验关联式;对不同进风角度下空气侧换热性能进行了数值计算,与实验结果进行对比,符合良好;最后对不同进风角度下换热器内不同通道内空气平均速度的分布进行了研究,解释了换热性能差异的原因,为相应的工程应用提供理论参考。     

管束结构对开缝翅片椭圆管换热器性能的影响

在模化试验验证的基础上,对不同横向管间距S₁、纵向管间距S₂和椭圆管长短轴比a/b的开缝翅片椭圆管换热器进行了数值模拟,分析了管束结构的差异对开缝翅片椭圆管换热器性能的影响。结果表明：横向管间距在60.55～70.55 mm范围内,空气侧Nu和Eu均随S₁减小而增大,S₁为60.55 mm时换热器综合流动传热性能最好;纵向管间距在65～75 mm范围内,空气侧Nu随S₂减小而增大,Eu变化不明显,S₂为65 mm时换热器综合流动传热性能最好;横向管间距对开缝翅片椭圆管换热器传热、流动性能的影响较纵向管间距更为明显;在等周长条件下,椭圆管长短轴比a/b在1.5～2.5范围内,a/b为1.8时换热器综合流动传热性能最好。研究成果可为此类换热器在工程实际中的应用与进一步优化提供依据。     

管翅式换热器离子交换树脂涂层

采用浸渍法将离子交换树脂（IER）浸渍于饱和氯化锂或氯化镁溶液中,并依次经过滤、洗涤及干燥得改性离子交换树脂。经粉碎后的改性离子交换树脂粉与固体粉末涂料混合成喷涂料,对管翅式换热器铝箔表面进行静电喷涂、热固化得吸湿涂层。XRD分析表明,改性前后树脂结构没有发生根本性改变;SEM表明,吸湿涂层能够均匀紧密地分散在铝箔表面,涂层厚达120 mm;EDS显示出吸湿涂层各成分组成及含量;TG曲线表明,吸湿涂层失重主要集中在30～150℃及400～600℃区域,前者与吸附剂脱附有关,后者与涂料及树脂粉热分解有关;静态和动态吸附曲线显示,吸湿涂层经改性后,其吸湿性能明显提高;吸湿涂层重复性测试显示,涂层具有较高吸附及脱附稳定性。     

螺旋扭曲扁管换热器传热与流阻性能试验研究

对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋扭曲扁管换热器管程与壳程都有较好的强化传热性能,螺旋扭曲扁管的几何尺寸和流体Re对其管、壳程传热与流阻性能有重要影响。     

换热器结构优化与换热性能评价指标研究

某运载器中冷却器存在若干问题：壳侧压力损失较大;采用的弓形折流板结构使得壳侧工质呈现出Z字形流动,在折流板后易形成流动死区,促使壳侧结垢,使得换热器总传热性能降低。提出了两种针对壳侧结构的强化换热设计方案。方案一为减少弓形折流板数量、增加折流板间距;方案二为采用螺旋折流板替换原有的弓形折流板。为验证文中采用的热力设计方法的准确性,根据文献中的实验结果针对弓形折流板和螺旋折流板管壳式换热器热力设计方法进行了验证,结果表明文中采用的热力设计方法得到的计算数据与实验结果的偏差在37%以内,满足工程设计需求。优化方案根据优化参数不同,其优化结果有所不同,基本存在以下规律：优化设计可使换热器管壳两侧总压降减小,但同时其换热性能也下降。因此,需要一个综合指标来进行评价。文中提出以换热量Q与换热器流动阻力引起功耗的比值作为综合性能评价指标。该指标表示换热系统克服换热器流动阻力消耗单位泵功下的换热量,其值越大,单位泵功下换热量越高,经济性越好。经过计算发现最优方案相对原始方案,综合评价指标提高了约22.2%。     

管翅式换热器管路布置优化设计的数值研究

采用分布参数法模型对常见的双流程管翅式换热器,在不同的空气及制冷剂进口状态下的工作性能进行了数值研究,对管路布置提出了改变不同流程管径比的优化设计方案,并从数值模拟的角度给出了验证。数值计算结果表明改变两流程之间的管径比可以优化换热器的换热性能,而且两流程的管径之间存在一个最佳比值0.8,在该最佳管径比下,换热器的换热性能在不同工况下均比相同管径提高6%～11%,同时可以使空气侧的阻力损失减少2%。     

新型纵向流一体式翅片管换热性能数值模拟

为达到提高壳侧传热系数的同时又具有较低的压力损失的目的,提出了新型纵向流一体式翅片管。针对翅片与管壁夹角的变化影响传热效率的问题,根据有无翅片、翅片夹角的不同、翅片种类的不同,利用计算流体力学(CFD)软件建立了7种周期性单元流道,并对壳侧流场和传热场进行了三维数值模拟,分析了不同流速的介质在流道中的扰动、压降及温度变化。模拟结果表明,在所有的翅片管中翅片夹角为105°翅片管的换热系数最高,翅片夹角为105°翅片管换热系数约为光管的1.4—1.6倍,压降仅为横向掠过的圆形翅片管的0.018—0.15倍。翅片夹角为105°时,翅片管综合性能较优,对烟气换热器应用提出了数值保障。