钢外护管高温蒸汽真空保温管道热力计算分析

研究钢外护管高温蒸汽真空保温管道(下文简称真空保温管道)保温材料层、真空层传热机理和合理热力计算方法,是优化其保温结构并提高其保温性能的关键.进行了真空保温管道热工性能实验,并应用稀薄气体分子热运动理论,研究了真空保温管道的保温材料层和真空层传热机理,提出了不同钢外护管和工作钢管尺寸、真空层压力、热媒温度下的真空保温管道的当量导热系数和换热量计算方法,采用该方法的计算结果与实验值对比,最大偏差8.6%,最小偏差0.5%,计算结果说明该方法正确.计算真空层压力处于中、低真空下的真空保温管道的换热时不应忽略真空层中的对流换热.为获得满意的保温效果,应将真空层绝对压力控制在2 kPa以下.     

间壁式换热器的工作点及传热速率的调节

本文定义了换热器的工作点，给出了工作点的求法。介绍了利用工作点的概念，进行传热过程调节及辅助计算的方法，应用这一方法，讨论传热过程方便直观，做为辅助手段进行了传热过程计算，可简化过程，特别是对操作作型计算可减少误差。     

热平衡法在传热学教学中的应用

热平衡法是作者在传热学教学实践中归纳出来的借助能量转化和守恒定律来计算传热问题的一种思想方法。本文通过典型例题讲解这种方法的应用,从而把传热学这门课中的传热计算问题贯穿起来,把复杂的传热问题简单化。     

RH真空室内钢液液滴行为的数学模型研究

建立了液滴行为数学模型,对RH精炼过程中真空室内液滴运动轨迹及行为进行跟踪模拟,通过大量液滴行为的统计分析得到液滴对精炼过程中脱气、传热的贡献.     

凸起黑体辐射元件对锻压炉炉膛辐射换热的影响

开展了利用黑体凸起结构强化钢厂热锻压炉炉膛辐射传热的数值研究.采用Gambit软件设计出模拟炉膛段,利用Fluent软件对炉膛段内辐射传热过程进行了耦合数值模拟,获得了炉膛内烟气的流场、温度场以及锻钢表面辐射热流密度.分析了炉壁表面黑度以及不同凸起结构对辐射传热效果的影响规律.结果表明,提高炉膛内壁黑度以及加装凸起辐射元件对炉膛内辐射传热有显著的强化作用.通过Gambit模拟改变辐射元件的尺寸、形状,得到最佳的安装方案可以提高炉膛内烟气15%的辐射传热效率.     

串联补燃型吸收式换热机组最大供热能力分析

为进一步降低供热热力站一次侧的回水温度,增大供热量,采用串联补燃型吸收式换热机组代替常规单段吸收式换热机组.在仅考虑可行性传热端差的技术制约条件下,通过分析串联补燃型吸收式换热机组内各传热部件的热力循环过程及传热过程,建立机组的数学模型并采用迭代的数值方法进行求解,定量分析了在满足换热站设计要求的一次侧供水温度,二次侧供、回水温度条件下,一次侧回水最低温度、机组最大供热能力以及机组内换热量的分配规律.研究结果表明:在一次侧供水温度为110℃,二次侧供、回水温度为60/45℃时,串联补燃型吸收式换热机组的一次侧回水最低温度为22℃,管网输送能力是传统110/60℃水-水板式换热器的1.76倍,供热量是传统水-水板式换热器的2倍;对于常规单段吸收式换热机组而言,一次侧和二次侧的供水温度对其扩大系数基本没有影响,其值约为1.5.在一次侧供水温度为100℃,二次侧供、回水温度为69℃/54℃时,补燃型吸收式换热机组的扩大系数最大约为3.3.     

单相流体在多孔介质中的流动和换热研究

本介绍了单相流体在多孔介质内部的传热和流动过程及其研究方法,给出单相流体大多孔介质内部传热的数理模型,对模型的有效性进行了验证。同时分析了流速、孔晾率、固体颗粒的直径大小及固体骨架和流体的导热系数之比等因素对多孔介质内部传热和流动的影响,提出了增加传热而不使流动阻力过多增加的方法．     

翅片换热器中天然气烟气的冷凝传热

对雷诺数在100～300之间的单排冷凝翅片换热器进行了实验研究,并求出了传热因子、传质因子与雷诺数之间函数关系,为天然气冷凝热水器的冷凝换热器提供设计参考.     

回折型布置方式低温热水地板辐射换热器传热性能

通过实验针对低温热水地板辐射换热器传热过程的主要影响因素展开研究,以北京地区某高校办公建筑为研究对象,选取其中4间按回字型方式布置地板辐射换热器的房间为实验比较对象,分析和研究了变化供水温度、管内流速等参数对不同管间距的地板辐射换热器传热性能的影响规律,比较了不同管间距对地板表面温度不均匀性的影响,给出了北京地区办公建筑供水温度、管内流速及管间距选用范围。     

微通道内纳米流体的流动与换热特性

以不同浓度的TiO2-水纳米流体和水为冷却工质,在扇形微通道热沉内进行流动和换热特性模拟和实验研究. 模拟采用有限体积法的两相混合模型,搭建了能测量纳米流体流量、进出口压降和温度、底面加热膜温度的实验系统;工质在微通道内的雷诺数处于207~465,加热膜热流密度为2 × 106 W/m2 . 结果显示:在扇形微通道内,纳米流体的摩擦阻力系数随Re变化趋势与水相似,且均比水大;随着Re的增大,各工质的摩擦阻力系数下降. 纳米流体的传热性能强于水;随着TiO2纳米颗粒浓度和Re的增大,Nu升高,纳米流体的强化传热能力随之提高.     

热水锅炉锅内相变换热技术应用研究

锅内相变换热技术应用于热水锅炉是解决热水锅炉腐蚀，结垢及频繁爆管的好方法较之常见水处理方法效果更好，并且可节约大量资金。     

链条炉炉膛加煤粉复合燃烧的辐射换热计算

在火床为漫黑体、水冷壁和炉墙为漫灰体、炉墙绝热、忽略对流换热的前提下，分别以上下水冷壁为研究对象，用直接计算辐射换热量的方法，推导得出了链条炉排上方加煤粉复合燃烧锅炉炉膛的辐射换热方程。     

不同入口流速下生物质锅炉尾部烟气凝结的数值研究

生物质燃料燃烧后所产生的烟气中含有大量的水蒸气, 在锅炉尾部添加冷凝换热器回收冷凝热可以有效提高系统热效率。选用的生物质燃料烟气中水蒸气的体积分数为27.9%, 基于Mixture模型并选用Lee模型作为冷凝传质模型对尾部烟气凝结的传热传质特性进行了数值模拟研究。假设流动为稳态, 湍流模型采用标准k－ε模型, 求解选用Simple算法, 研究了烟气侧不同入口流速下(1~4 m/s)温度场、流场及液态水体积分数的变化规律, 对翅片管换热器的表面传热系数及换热量进行了对比分析。计算结果表明, 随着入口流速的增加, 烟气出口温度逐渐升高, 壁面凝结速率不断增大, 而冷凝水量逐渐减少, 同时翅片管换热器的表面传热系数及换热量逐渐增加。     

渗层不锈钢管束表面真空下换热特性的实验分析

为了探究在真空条件下材料表面特性对蒸汽凝结换热的影响机理,从实验和凝结理论两个方面入手探索了在真空条件下渗层不锈钢管束壁面蒸汽凝结的换热特性。在真空条件下进行对比实验,实验结果表明,渗层不锈钢管束的凝结换热性能明显优于普通铜管束,且随着真空的提高,效果更为显著,最高提升幅度可达77％。进而从真空对蒸汽的流场、非冷凝气体的热阻及其固相和液相间的界面能差三个部分论证了真空度的提升有利于冷凝液滴的形成和凝结换热效果的提升,与实验结果相符。     

热管技术研究、发展与工业应用

介绍了一些热管技术在工程的典型应用，包括废热回收设备和工业过程设备．水碳钢热管技术在许多工程领域都得到了成功应用,如：用于废热回收、节能与环境保护的空气预热器和废热锅炉．液态金属高温热管技术在过程装备得到了广泛应用。高温热空气发生器和热管技术在化学反应器中也能发挥作用，如在氨合成塔中的应用．热管技术的成功应用是建立在热管技术的基础研究之上的，这些研究包括：热管内汽液两相流动与传热、热管传热极限、热管传热强化和热管材料相容性与热管的寿命等方面理论和实验研究．高效传热与传质的热管设备在许多工程应用领域将会得到越来越重要的应用．     

Analysis of solid-liquid phase change heat transfer enhancement

Solid-liquid phase change processes have two important features: the process is an approximately isothermal process and the heat of fusion of phase change material tends to be much greater than its specific heat. Therefore, if any phase change material adjacent to a hot or cold surface undergoes phase change, the heat transfer rate on the surface will be noticeably enhanced. This paper presents a novel insight into the mechanisms of heat transfer enhancement induced by solid-liquid phase change based on the analogy analysis for heat conduction with an internal heat source and solid-liquid phase change heat transfer. Three degrees of surface heat transfer enhancement for different conditions are explored, and corresponding formulae are written to describe them. The factors influencing the degrees of heat transfer enhancement are clarified and their effects quantitatively analyzed. Both the novel insight and the analysis contribute to effective application of phase change heat transfer enhancement techniq     

超低温热管换热器的优化设计软件开发

热管换热器因其优良的传热性能在余热回收中被广泛应用。以某电站58 MW循环流化床锅炉为研究对象,采用VC++和MFC类库技术开发了超低温热管换热器的优化设计程序。该软件具有可视化参数输入和输出界面,集成了流体热力学性质计算模型接口,通过对数平均温差法、离散方法与流动阻力校核等计算方法,实现了针对不同流体的换热器的设计和计算。优化设计结果表明,烟气侧长度与翅片高度存在最佳值,且翅片间距与翅片厚度对换热器的影响最大。     

对流换热可控温差场分布原则

应用火积概念导出了对流换热过程的火积耗散表达式,进一步基于火积耗散极值原理讨论了换热器N股冷、热流在不同情况下参与换热的优化。研究表明,若参与换热的任何冷、热流之间的温差可以独立调控,在总换热量一定寻求火积耗散最小或在总火积耗散一定的条件下寻求换热量最大,则整个换热系统冷、热流之间的温差分布均匀时换热最优;若参与换热的任何冷、热流体之间的换热量或火积损耗可独立确定,则换热冷热流之间的温差分别保持各自的均匀温差分布时换热最优;若在任何冷、热流之间存在可能换热的情况下,无论是总换热量一定时寻求火积耗散最小,还是总火积耗散一定时寻求换热量最大,整个换热系统不同的冷热流换热的优化温差并不是同一个常数。     

辐射废锅内高温高压合成气的辐射特性

以Edwards的指数宽带模型为基准,研究了含一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的整体煤气化联合循环系统(IGCC)气化炉出口合成气在高温高压环境下的辐射特性,计算出了混合物在不同气体温度、压力、壁面温度和射线行程长度下的总吸收比和总发射率,并将低压下的值与Hottel线算图进行了对比,对比结果良好.针对一工程实际IGCC(压力3.5MPa、平均温度约1300K)辐射余热锅炉,选用了合理的辐射与对流换热模型,将指数宽带模型应用于炉内换热计算,结果显示:辐射换热是炉内主要换热方式,辐射换热可达总换热量的70%左右,炉膛出口烟温计算值与现场值符合较好.     

模拟增压流化床燃烧室启动特性的研究

在一座截面为 0 .6 6 4× 0 .6 5 6 m2 的常压流化床燃烧室内 ,进行了热烟气启动增压流化床的系统性模拟试验研究和理论分析 .研制了与中试 PEBC装置成缩小比例的风室结构 ,水冷布风板和启燃室等系统部件 .分别用徐州烟煤、阳泉无烟煤、常州卜弋贫煤和焦作无烟煤矸石混煤 ,试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性 .研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面、静止床高、热烟气温度和流量等参数对启动过程的影响规律以及床层温升速率的变化 .得到了较翔实和完整的增压流化床锅炉启动系统的结构设计参数和启动过程的运行参数