制冷系统低流速冷凝器的斜齿扭带自动清洗技术

制冷系统的大多数水冷式冷凝器的流速低,普遍存在不同程度的污垢问题.光滑扭带的自动清洗力矩太弱,不能应用.为此研究能够显著强化自动清洗力矩的一种斜齿扭带.与光滑扭带相比,斜齿型扭带自转清洗力矩增大了260%,传热系数提高了35%,并且设备阻力不大,值得推广应用.     

一种自动清洗式传热强化新元件 ——旋流口椭圆齿平带

针对斜齿螺旋扭带的制造困难,提出了一种自动清洗式传热强化新元件--旋流口椭圆齿平带,每个椭圆齿都是使平带自转的流体动力结构元素,平带两侧的旋流口使管内的部分液体形成螺旋线流,因而具有近似斜齿螺旋扭带那样能够在较低流速下自转、实现管内污垢在线自动清洗的性能。同时流体经过椭圆齿后产生的大量涡流、管内部分液体转变成的螺旋线流以及螺旋线流与轴向流线不断交错混合等三方面的综合作用,使管内对流传热得到强化。对椭圆齿的齿距、斜角和旋流口三个因素进行了试验研究,结果表明：旋流口椭圆齿平带在管内流速为0.5 m/s左右就能可靠旋转运行;相对于光滑螺旋扭带,旋流口椭圆齿平带的管内侧传热系数可提高171％;其在管内流速为0.625 m/s时的流体阻力为3.25 kPa/m,流体阻力在一般工程许可的范围内。因此,旋流口椭圆齿平带具有良好的综合性能,并且又容易制造,具有较高的工程应用价值。     

动力轮强化塑包钢丝螺旋线自动清洗与传热强化技术

 为了解决自动清洗钢丝螺旋线的流体动力自转力矩弱和磨损问题以及塑料扭带的不耐高温问题,提出以塑料包覆的大截面钢丝螺旋线来解决耐热、耐磨问题,并且以旋流管口轴承-动力轮来强化螺旋线自转动力矩的技术方案。试验研究表明,这种塑包钢丝螺旋线能够在较低流速下自动清洗,适用面较广,并且管内污垢的自动清洗能力强,对流传热强化的幅度达到52.6%,比钢丝螺旋线高60％;设备阻力不大,结构简单,成本低廉,具有优势。     

管内清洗防垢螺旋齿管的流体动力优化设计

为了给螺旋齿管的结构优化提供设计理论,运用动量矩原理和自转牵连运动的运动学分析方法等,研究建立了传热管内流体动力螺旋齿管的自转清洗动力矩计算式,以此指导设计了不同结构参数的螺旋齿管进行试验比较。优化得到的D型塑料螺旋齿管与光滑纽带相比,自转动力矩增大141％,可以在0.4 m/s以上的较低流速下应用;传热系数平均提高50％;阻力在一般工程容许范围。     

我国冷冻系统水冷设备污垢影响的能量损失研究

介绍了较少污垢冷冻系统水冷器的传热系数实际测试工作，结合文献数据研究水垢引起的传热效率下降，并计算分析由此引起的冰机压缩功耗上升比例为7％左右，根据年鉴资料从宏观上推算，电耗损失高达每年9.38亿元，建议大力推广自动清洗防垢技术。     

我国冷冻机组水冷器污垢影响的压缩功电能损失

本文介绍了较少污垢冷系统水冷器的传热系数实际测试工作，结合文献数据研究水垢引起的传热效率下降，并计算分析由此引起的冰机压缩功耗上升比例为7％左右，根据年鉴资料从宏观上推算电耗损失高达每年9.38亿元，建设大力推广自动清洗防垢技术。     

管内Cu-水微米颗粒流湍流强化传热研究

传统光管在高雷诺数下的传热效果不理想,因此提出在水介质中添加微米Cu颗粒作为工作介质来强化管内换热的方法。建立了Cu-水微米流的多相流传热物理模型,采用基于颗粒动力学的欧拉-欧拉双流体模型,对粒径分别为10μm、50μm、100μm和500μm,流速分别为1 m/s、1.5 m/s、2 m/s和2.5 m/s,颗粒体积分数分别为5%、10%、15%和20%进行了传热Nu和阻力损失f数值计算,结果表明:Cu-水微米流的努塞尔数Nu随雷诺数Re和颗粒体积分数的增大而增大,而随粒径的增大而总体趋势减小;摩擦因子f随颗粒体积分数的增大而增大,而随雷诺数Re增大而增小;传热综合性能评价因子η随颗粒体积分数的增大而增大,随着粒径的增大而总体趋势减小。粒径10μm的传热综合性能在研究的粒径范围内最佳,η达到1.1~2.3。     

微型斜超声波电机的研究

提出一种新型微超声波电机——斜齿型微超声波电机。它是利用压电材料的逆压电效应，将交流电信号转变成定子表面超声频率的机械纵向振动，借助于定子表面的斜齿与转子的相互压紧，使斜齿端面质点产生椭圆运动，实现转子单方向旋转运动，该电机的驱动力矩较大、反向自锁力矩大、结构简单。文中将定子斜齿与转子接触分为三个阶段——接触黏着阶段、接触滑移阶段和分离阶段，建立定子斜齿与转子耦合的非线性动力学模型，并对其进行仿真研究，分析电机的瞬态响应特性及主要结构参数对电机机械特性的影响；最后，研制了尺寸为乃10的斜齿型微型超声波电机，经过实验表明，电机的堵转力矩可达10mN·m以上，空载转速达到840r／min以上，连续运转性能良好。     

氨空调机满液式蒸发器传热的强化

本文是一篇采用钢质T形翅片管管束强化液氨满液式蒸发器传热过程的研究报告。试验结果表明,T形翅片管对液氨满液式蒸发器有着显著的强化效果,在空调工况下,T形管满液式蒸发器的总传热系数、管外沸腾给热系数、管内冷冻水给热系数可分别达光滑管的2.2、3.92、1.75倍。这意味着可把换热面积砍掉50％以上。通过对实验数据的关联获得可供设计参考的关联式。本文还讨论了试验结果及T形翅片管强化沸腾传热的机理。     

管内扭带插入件强化沸腾换热技术的研究现状及展望

制冷设备对换热器紧凑化和小型化的需求促使人们开发新型的强化传热技术,而管内扭带插入件是一种廉价且易于制造的被动强化传热技术,在制冷系统蒸发器中具备良好的应用潜力。扭带插入两相沸腾换热的管中能够增大表面传热系数,但同时也增大了管内压降。分析发现,通常情况下,质量流量、干度的变化与表面传热系数和压降的变化呈正相关,而管径、扭率、饱和温度的变化与表面传热系数和压降的变化呈负相关。沸腾换热过程复杂、评价指标选取不一、实验工况数量有限等因素是导致各学者总结的扭带插入的最佳条件不一致的主要原因。本文收集了各作者预测的内插扭带管内沸腾换热的表面传热系数和压降的关联式,认为管内扭带插入件还需要进一步明确最佳使用条件,并需要结合蒸发器整机或变频压缩机加以研究。     

三维双侧不锈钢强化管内R410a冷凝工程模型研究

为评估不同三维双侧不锈钢强化管冷凝传热特性,采用实验方法对R410a在强化管内的冷凝传热进行了测试,并将结果与光滑管进行了比较。所采用的管型包括EHT-HB/D、EHT-HB、EHT-HB/HY、EHT-HX。R410a冷凝的饱和温度为318.15 K,质量流速为40—240 kg/(m²·s),入口干度为0.8,出口干度为0.2。研究结果表明,对光滑管内冷凝传热系数,Cavallini模型预测精度最高,偏差在9%之内。EHT-HB/D具有最佳的冷凝综合传热-阻力特性,PF可达到1.38—1.67,这与增加流体扰动、增强湍流强度、提高排液效果相关;EHT-HX综合性能最差,PF仅有0.99—1.14,甚至逊于光滑管。EHT-HB翅片结构可以使液体更容易从翅片顶部流到槽内,增加流体的扰动。而EHT-HB/HY的翅片结构,使得液体在疏水纹处不易排除,增加了局部传热热阻。随着质量流速的增加,PF均呈现先下降后缓慢增加并趋于平缓。修正后的Huang模型,预测所有管型的冷凝传热系数偏差在±30%之内。     

强化相变换热的高热流传热管

本文介绍双面强化相变换热的高热流传热管的高试验研究结果。这种高热流传热管的外表面有强化沸腾换热的喷铝多孔涂层,其内表面加工成V型纵槽强化冷凝换热。传热的试验表明,该高热流传热管比普通光滑表面的传热管具有大得多的热流强度和高得多的总传热系数。它不仅在空分装置上作为高效主冷器的元件,而且可用于制作强化两侧相变换热的高效换热器,达到节能与减少材料消耗,提高换热设备紧凑性的良好效果。     

折流板对锥形螺旋管束壳程传热性能的影响

以锥形螺旋弹性管束(conical spiral elastic tube bundle, CSETB)换热器为研究对象，通过在换热器内增设脉动/引流折流板，以期获得具有更高传热性能的弹性管束换热设备。通过采用双向流固耦合计算方法，研究了不同壳程入口流速和不同结构方案下CSETB换热器的振动强化传热性能。研究表明，CSETB的振幅随流速的增加而增加，仅增设脉动折流板可使CSETB表现为相对大幅高频振动，同时增设脉动、引流折流板可使CSETB表现为相对大幅低频振动。增设折流板可使流体流动的规律性和温度场分布的层次性增强，且能使换热器的壳程传热能力获得大幅提高。振动能够实现强化传热，这种强化传热的程度在高流速时更明显，且增设折流板能明显提高CSETB的振动强化传热性能。此外，引流折流板的存在使换热器的综合传热性能降低。     

氨制冷系统中放油管路的设计与安装

众所周知,氨压缩机运转时排汽温度很高,一般在90～140℃,有时高达150℃,使气缸壁上一部分冷冻油汽化成为油蒸气。油蒸气的数量随排汽温度的升高而增加。另一方面,由于活塞组与气缸具有一定间隙。加之压缩机高速运转时活塞的平均速度较大,一般在3～4.5m/s,被压缩的制冷剂蒸汽速度达25～30m/s。也携带一定大小呈雾状的油微粒(约0.3～50μm)进入制冷系统。由于冷冻油与氨几乎是不相溶的。且冷冻油的密度大于氨,虽经过氨油分离器把大部分的冷冻油分离出来,但仍有相当一部分冷冻油随制冷剂蒸汽进入制冷系统中的设备和管路里面。沉积在设备底部,造成设备的工作容积减少,氨泵不上液、蒸发器有效面积减少;附着在管壁上,凝结成油膜(冷冻油的导热系数值很小。约0.14W/m℃,而钢的导热系数值约46.5W/mC,是冷冻油的300多倍),使热交换设备的传热恶化,效率降低,     

小型无人船阻力CFD模拟方法

该文基于SolidWorks设计某无人船外型结构,建立无人船水动力学CFD模型,研究吃水深度、航速及流速方向等因素对船体流动阻力的影响。结果表明:吃水深度从4 cm增加到16 cm时,船舶速度减小,压力增大,所受到的水动力阻力从0.25 N增加到4.58 N;船舶航速在0.25～1.25 m/s时,压力和阻力无明显变化, 1.25～2 m/s时,阻力从2.07 N急剧增加到66.90 N;航速与水速夹角从0增大至90°时,速度减小,压力先增后减,阻力不断增大。该研究可为无人船的航线规划及安全航行的控制提供参考。     

非均匀热流下细小通道内相变微胶囊悬浮液传热特性

相变微胶囊悬浮液(MEPCMS)作为一种新型功能性热流体，在热管理、储能等诸多领域极具发展潜力。本文采用离散相模型(DPM)研究非均匀热流下细小水平矩形通道内MEPCMS的传热特性。结果表明：悬浮液中颗粒相变能够强化传热，在热流密度分布为9-5-5 W/cm²、进口流速为0.40 m/s、质量分数为10%时，悬浮液最高能够使壁面和流体温升分别降低8.79%和15.14%。热泳作用使颗粒在流动过程中会向低温区域迁移。与均匀热流条件相比，局部热流的分布会影响该区域及后边区域的传热特性。随着进口流速和质量分数提高，流体对壁面的冷却效果增强，同时进出口压降增加。     

降低空压机能耗措施的研究与应用

为降低空压机组运行能耗,分析了某型螺杆式空压机的设备构造、工作原理和运行能耗状况,并进行改造和优化：在空压机组进气口,设计加装表冷器,选择并更换高效的空气冷却器和油冷却器;确定合理的冷却水浓缩倍数,定时清洗热交换器;改造储气罐手动排污为自动排污;优化设备运行参数等。通过上述节能措施的应用,实现了空压机组的节能高效运行。根据统计,一台40m3／min空压机组每年节约能耗费用10万元左右。     

操作参数对液固流化床分级性能的影响

为提高传统液固流化床的分级性能,利用斜板沉降技术研制一种带倾斜板的液固流化床分级装置;以二氧化硅粉体为研究对象,采用单因素实验法考察了流化速度、物料质量浓度和进料流速3个操作参数对液固流化床分级性能的影响。结果表明:随着流化速度的增大,溢流级各粒径部分分级效率增大,综合分级效率先增大后减小;随着物料的质量浓度的增大,溢流级细颗粒部分分级效率先增大后减小,综合分级效率先增大后减小;随着进料流速的增大,溢流级细颗粒部分分级效率先增大后趋于稳定,综合分级效率先增大后减小;当斜板倾角为60°、流化速度为0.07 m/s、物料质量浓度为8 g/L、进料流速为0.023 m/s时,综合分级效率可达63.16%。     

带螺旋折流板的中空换热器振动和传热特性分析

为改进换热器内螺旋传热元件的振动均匀性及提高换热器的综合传热性能，提出一种带有螺旋折流板(hollow helical baffle, HHB)的中空换热器，采用双向流固耦合计算方法，研究了入口流速及折流板安装位置对换热器振动及传热特性的影响。结果表明：带螺旋折流板的中空换热器可有效均衡振动特性，提高传热特性；增加入口流速，传热元件振动幅值和换热系数增大；折流板安装在换热器上部时，平均振动幅值最大，平均传热系数最小，传热均匀性最好；带螺旋折流板中空换热器的PEC(performance evaluation criteria)值大于1,实现了强化传热的效果，折流板安装在换热器的下部、上部、左部和右部时换热器的PEC值比传统螺旋弹性管束换热器的PEC值分别提高了2.04%,7.87%,1.32%和0.03%,折流板安装在上部时PEC值最大，综合传热性能最好。     

空冷塔堵塞导致分子筛带水的原因及处理

KDN-6000型空分设备运行中因空冷塔塔板被脏物堵塞，发生分子筛纯化系统带水故障；采取相应的处理措施维持空分设备的运行；按计划停运空分设备后，清洗空冷塔。彻底排除故障。