应用热阻分析缩放管强化传热机理

应用分析求解和数值模拟方法对光滑圆管与缩放管内的湍流对流传热的热阻分布进行了计算,计算结果表明,光滑圆管的热阻主要位于粘性底层,缩放管通过壁面缩放,减小了粘性底层的热阻,湍流区成为热阻分布主要区域。在流动粘性底层,缩放管的热阻降低归功于该层厚度的降低,在流动粘性底层以外的传热粘性底层,则是边界层厚度的降低、速度矢量与温度梯度的协同影响。随Re数增大,圆管与缩放管各层热阻均减小,流动粘性底层以外的传热粘性底层的降幅最大。     

碱金属热管轴向传热极限的研究

通过钠热管测试过程中的实验现象，分析研究热管轴向传热率受粘性传热极限、声速传热极限、毛细力传热极限的限制。给出各种传热极限时的壁温分布曲线，并将实验的传热率值与理论值进行比较。最后对实验过程中未发现携带传热极限进行了详细的分析。     

刮壁桨在槽式釜中的流型研究

用示踪粒子照相法，对浮动刮壁桨多种刮板形式的粘性流流型进行了研究。采用峰高和峰宽两个量来描述刮板附近流线的形态，认为可利用峰高和峰宽值来判断不同刮板形式的传热性能。对照传热曲线得出：Ｒｅ小于２５时，应以峰高值来判别传热效果；Ｒｅ大于２５时，应以峰宽值作为判别传热效果的标准。并从多种刮板形式中挑选出带水平尾板的刮板，其传热效率最高。     

内插螺旋线强化糖浆立式降膜蒸发传热

搭建了新型立式单管蒸汽-糖浆降膜蒸发实验平台,进行连续4 h加与不加螺旋线的降膜蒸发运行对比实验,研究管内插入特定结构和工艺参数的螺旋线对变粘性糖浆降膜蒸发传热性能的影响.结果表明,内插螺旋线可明显改善糖浆降膜蒸发传热效果,相同条件下,内插螺旋线时总传热系数比空管提高了25.9%~82.9%,且随时间延长其下降速率明显低于空管;从管内蒸发侧和管外冷凝侧传热角度分析降膜蒸发传热性能,传热温差增大,管内蒸发侧传热性能变好,管外冷凝侧传热性能变差,增大传热温差改变物料物性(粘度减小)可强化传热效果.在非结垢影响的传热时间内,对管内蒸发侧传热系数进行处理,得到了管内综合传热系数与传热温差的实验关联式.     

振荡流反应器的研究进展

振荡流反应器(OFR)是一种新型的过程强化设备,由于其具有周期性的振荡条件和紧缩的几何结构,在反应器内部会产生周期性的运动漩涡,这些漩涡有利于增强轴向和径向混合、增强流体间传热和传质等。本文介绍了振荡流反应器结构的优化及放大规律方面的研究进展,综述了振荡流反应器在强化传质和传热、功率耗散及化工应用方面的研究,并对该反应器的应用研究进行了展望。     

蒸汽管回转褐煤干燥及传热特性

采用蒸汽管回转式干燥装置进行褐煤干燥传热实验研究,获得不同工况下的传热特性。实验表明：相同转速下,给煤量从79.04kg/h增加到132.5kg/h,传热系数从35.94W/（m2·K）增加到36.83W/（m2·K）后下降为33.34W/（m2·K）;相同煤样条件下,也存在最佳干燥机转速,当转速从0.5r/min增加到3.7r/min过程中,传热系数先增大后下降。通过对工业用褐煤干燥装置进行传热性能测试,获得了放大装置的传热系数。结合因次分析方法和褐煤干燥传热关联数学模型,研究分析了影响干燥传热系数的相关因素。根据实验数据和工程测试数据获得了褐煤干燥传热模型的关键参数,其中a,b,c系数值分别为0.036,0.14和19.77。该模型起到了经验放大和工业验证的作用,对工程设计和计算具有一定的借鉴意义。     

三相流化床除二氧化碳器工业试验研究

在对三相流化床除二氧化碳器小型模拟设备（Φ１００ｍｍ）进行流体力学性能和传质、传热性能研究的基础上，将其放大到用于三相汉化床除二氧化碳器（Φ６５０ｍｍ），通过试验，对其进行流体力学性能和传质性能的研究。用数理统计的方法得出各流全力学性能和伟传质性能的数学模型。     

分离式热管的研究进展

本文综述了分离式热管的研究进展,包括蒸发段的各种流型,充液量,传热特性,传热极限和最佳工作状态。其中详细介绍了蒸发段的传热特性和热管的各种传热极限:粘性极限、声速极限、干涸极限、沸腾极限、冷凝极限和装置极限。     

煤间接液化费托合成浆态床反应器的研究进展

随着煤炭间接液化技术在百万吨级商业示范装置上的成功应用，作为其核心设备的费托合成浆态床反应器，涉及气液固三相湍流流动、传热传质及反应，其随反应器直径放大及内构件结构布局的变化而发生改变，进而影响反应器性能的多个复杂过程，导致在反应器设计、放大及操作优化上面临巨大挑战，科研及工业界仍然持续重视。本综述分析了影响浆态床反应器流体力学性能的主要因素，对浆态床反应器的流型、气含率、气泡行为、传热等研究进行了总结。介绍了浆态床反应器核心内构件的结构特点及发展状况，回顾了浆态床在费托合成反应过程中的工业应用历程，并展望了费托合成浆态床的研究趋势。     

超重力设备中热空气的直接水冷研究

采用热空气～水体系,在转速为200~1400 r/min、水流量为40～140 L/h、热空气范围为3～15 m3/h的实验条件下,研究了热空气直接水冷的传热效果。实验结果表明：通过对传热单元高度和当量高度的计算和分析验证了传热效果的增强。。随着转速和气体流量的升高,总放大倍数的增大;随着转速增加,传热单元高度呈线性下降趋势。都充分的验证了超重力设备增强了传热效果。基于实验的超重力设备的传热系数关联式,且进行了统计检验,所得关联式与实验数据拟合较好。超重力设备的实验总传热系数和计算机模拟的理论热质传热总系数曲线的吻合验证了理论模型和实验模型的正确性。     

多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力。但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素。针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化。通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟。结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一。导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制。在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制。     

第二讲 相似理论与化工放大

<正> 1.相似理论基础把小型实验的结果推广到大型装置上叫工业放大。新工艺新方法之应用于工业大型化,使得工业放大问题愈来愈加重要。相似理论就正是工业放大的理论基础。化工放大是工业放大中的一个重要部分。在传热和传质的放大研究中,有些问题用     

连续乙氧基化反应技术的研究

利用连续管式反应器 ,对以KOH为催化剂的十二醇液相乙氧基化反应进行了动力学研究 ,获得了动力学模型d [EO] /dt =k [EO] [cat]和速度常数k =exp (2 2 14 -82 810 /RT) ,并用带夹套的静态混合器作为乙氧基化反应的放大反应器。对其特性进行了研究 :反应器的压降在操作范围内小于 0 1MPa ;物料在反应器中的停留时间分布试验表明 ,物料在反应器内的流动为理想活塞流 ;传热特性的研究结果证明其效率至少比空管高 4倍。同时以苯酚为起始剂进行了放大试验。 3 6MPa的反应压力使液化的环氧乙烷与起始剂反应 ,很好地解决了反应过程中物料的混合与反应热的传递问题     

多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力。但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素。针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化。通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟。结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一。导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制。在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制。     

搅拌机有关搅拌技术的分析和探讨

本文对搅拌机的有关搅拌技术:搅拌混合特性、均一化问题、传热问题、节能问题、相似与放大问题等进行了分析,确定了评价搅拌的特性参数和影响搅拌的主要关系,提出了必须重视搅拌技术的研究,以便更好指导实际搅拌操作。     

双管板换热器管板平均金属温度的一种计算方法

利用FLUENT软件对双管板换热器管板及其邻近流体区域的传热特性进行了数值模拟研究,通过建立传热模型,对其传热机理进行了研究,给出了描述其传热过程的传热方程,提出了管板平均金属温度的计算方法。结果表明:管板平均金属温度的模拟结果与理论解相符,模拟结果验证了传热方程的正确性。     

生物反应器放大因素与方法研究

搅拌式生物反应器是最重要的一类生物反应器,广泛应用于生物化工、食品、医药等领域。由于同时涉及到生物化学反应和物理过程,因此由实验室规模到工业装置设计的放大问题成为生物工程技术的关键问题之一。对搅拌式生物反应器放大过程的影响因素进行了分析,并着重讨论了反应器内的传质、传热、混合、剪切以及表观气速等因素对放大设计的影响规律。在该基础上,就生物反应器的放大方法进行了初步总结。     

中温水平环路热虹吸管传热性能实验研究

研制了一套中温水平环路热管(HLTS)。采用导热姆作为传热工质,搭建了其传热性能实验平台,考察了该HLTS的启动和传热性能。实验结果表明:U形段液封结构可有效避免热管内部两相工质的双向流动,提升其传热性能;充液率对环路热管传热性能影响较大,初始充液率为45.5%,加热功率为150W时,启动温度为130℃,启动时间为29min,启动性能优于初始充液率为70.5%工况;工作温度为200~400℃时传热热阻0.91~0.69℃/W,传热性能较好。该HLTS可移植和放大,设计用做槽式集热管,实现热管在太阳能中温热利用领域的高效利用。     

换热器用多孔管沸腾传热物理模型比较

多孔管是一种新型高效强化沸腾传热的换热管,对其沸腾传热的物理模型的研究是深刻理解其强化传热机理和今后改进该技术的前提。通过总结国内外相关研究工作,介绍了烧结型和机加工型多孔管沸腾传热的物理模型。重点分析了多孔层特征参数(多孔层厚度、当量半径和孔隙率)对强化传热的影响。同时对各种模型的优缺点进行了分析归纳,探讨了多孔管沸腾传热物理模型研究的发展方向,对今后的发展提出了自己的建议。     

两相闭式热虹吸管内部过程可视化及其强化传热研究进展

两相闭式热虹吸管(TPCT)内部包含两相流和相变过程,传统的理论分析和实验研究不能直观地给出其内部两相流流动、热质传递以及蒸发冷凝相变的具体过程。本文介绍了常用的TPCT传热模型,并分别对冷凝段、绝热段和蒸发段传热流动过程的理论研究进行归纳总结。综述了实验和数值研究方法对其内部过程的可视化研究现状,流体力学数值计算软件(CFD)为在保证TPCT内部真实情况下对其进行数值可视化研究提供了可能,给出了国内外的CFD研究成果和仿真水平,指出国内在采用CFD的方法对其研究相对滞后。同时,对TPCT的强化传热方法进行系统总结,尤其是高效流体工质较好地解决了强化传热过程中的污垢问题,重点介绍了纳米流体和自润湿流体强化传热的研究现状和焦点。最后,提出采用CFD方法对TPCT内部流动过程、蒸发冷凝和传热传质具体细节进行数值可视化分析,将实验结果、理论计算以及数值研究三者结合,为深入其内部机理研究开辟了新思路。