搅拌槽中垂直列管外壁表面传热系数的模拟计算

使用计算流体力学(CFD)软件CFX对搅拌槽内垂直列管外壁的温度场进行了数值模拟,根据温度分布计算了不同高度处列管外壁的局部表面传热系数和列管外壁的平均表面传热系数. 搅拌槽直径D=500 mm,4组对称垂直加热列管兼作挡板,搅拌桨为四斜叶桨(PBT),以甘油为工作物料,计算中雷诺数为232. 研究结果表明,背向流体的列管外壁的局部表面传热系数最小,在同一列管、相同位置、不同离底高度下的最大局部表面传热系数与最小局部表面传热系数之比达到6.23;列管外壁各点局部表面传热系数沿轴向的分布差别很大,在同一离底高度、同一列管的不同位置,其最大与最小值之比达4.48,且均随着轴向离底高度的增加而减小;每根列管外壁的平均表面传热系数的最大与最小值之比为2.35,将4根列管外壁的平均表面传热系数模拟结果与文献进行了比较,发现二者基本吻合.     

垂直管内不互溶液滴群直接接触汽化传热

在一气升式外循环实验设备中研究了冷剂正戊烷与热流体水在垂直管内直接接触汽化传热过程。根据单液滴不互溶冷剂汽化关联式，推导出多液滴汽化过程中局部和平均体积传热系数表达式，表达式较好地解释了实验结果。讨论了冷剂表观流速、冷剂与热流体间的传热温差对体积传热量ｑｖ和体积传热系数ａｖ的影响；以及冷剂表观流速对冷却温差的影响。     

通气振动流化床与浸没水平管间局部传热系数

提出了测试振动流化床与浸没水平管局部传热系数的新方法 ,就通气振动流化床与浸没水平管间的局部传热特性进行了实验研究 .结果表明 ,局部传热系数随水平管圆周位置而变 ,这种变化受流化气速、振动频率和振幅的影响 ,通气条件下达到最佳传热效果的振动强度比不通气时低 ,振动条件下达到最佳传热效果的流化气速比不振动时小 ,通气条件下振幅和频率对局部传热系数具有大致相同的影响趋势 .实验还表明 ,局部传热系数随颗粒粒径的增加而减小 .     

鼓泡塔列管传热系数的测量与估算

在φ500 mm×5000 mm的冷模实验装置中,使用自制传热探头,对无内构件的空塔和安装31根竖直换热列管的鼓泡塔内列管传热系数进行了测量.实验表明,列管传热系数随表观气速的增加而增大,传热系数沿径向呈抛物型分布,垂直列管内构件的加入使得传热系数的径向分布变得更为陡峭.基于表面更新理论,结合鼓泡塔内气含率和液速分布的测量及计算结果,提出了计算传热系数的数学模型.该模型既可以用于空塔的局部传热系数与平均传热系数计算,也可以用于安装列管束的局部传热系数与平均传热系数计算.模型计算值与实验数据符合良好,最大相对误差为5.62％.     

振动流化床中大颗粒与水平管局部传热特性

在二维振动流化床中,以平均粒径1.83 mm的玻璃珠为物料,研究了大颗粒与水平管间局部传热规律;考察了气速、振动频率等因素对局部传热系数的影响,同时与小米和小玻璃珠实验结果进行对比。结果表明:大颗粒与小颗粒局部传热系数有很大差异;对于大颗粒,低速下局部传热系数随振动频率的增大先增加后减小,高速下局部传热系数随着振动频率的增加而降低;一定振动频率下,气速小时局部传热系数在60°左右达到最大,气速逐渐增加后,其最大值向90°转移。通过实验数据得到了计算大颗粒与水平管局部传热系数的关联式,计算值与实验值吻合较好,误差在±20%范围内。结果可为带浸没水平管的振动流化床设计和研究提供参考。     

换热器最大总传热系数的稳健性选型设计方法

提出了一个含总传热系数的稳健性目标函数，介绍了双侧流体温度、流量、污垢热阻值均处于浮动时换热器的选型设计方法，表明了本方法较经典的选型设计方法能搜寻出更多的具有较大传热系数和操作弹性的系列标准规格换热器，为制订流量、温度及污垢热阻适宜的操作范围提供了参考依据。     

含空气蒸汽冷凝传热特性数值模拟

根据已有的传热传质关系式,通过CFD软件在控制方程中加载控制方程源项,建立了含空气蒸汽冷凝的数值计算模型,运用此模型对两种实验的共10组工况进行了数值计算。结果表明,计算模型对两组实验在压力、温度、空气含量以及冷凝传热系数的预测方面均有较高的准确度;潜热传热系数及显热传热系数都随着空气含量的升高而减小;在空气质量分数低于50%的工况下,潜热换热是冷凝传热的主导因素;局部潜热传热系数沿传热管高度方向从下至上呈递减趋势,而局部显热传热系数则呈现相反变化。     

含空气蒸汽冷凝传热特性数值模拟

根据已有的传热传质关系式,通过CFD软件在控制方程中加载控制方程源项,建立了含空气蒸汽冷凝的数值计算模型,运用此模型对两种实验的共10组工况进行了数值计算。结果表明,计算模型对两组实验在压力、温度、空气含量以及冷凝传热系数的预测方面均有较高的准确度;潜热传热系数及显热传热系数都随着空气含量的升高而减小;在空气质量分数低于50%的工况下,潜热换热是冷凝传热的主导因素;局部潜热传热系数沿传热管高度方向从下至上呈递减趋势,而局部显热传热系数则呈现相反变化。     

14m^3氯乙烯搪瓷聚合釜传热性能的研究及分析

本文介绍了在生产装置上测定总传热系数K_实值的方法及实测K_实值,并且和理论计算出的K_理值作了比较,二者相当吻合。为了探讨提高K值的途径,进一步分析了影响K值的诸因素,提出了改善该类型聚合釜传热性能的建议。     

直列管束外沸腾传热数值模拟

为了研究蒸发器中管束绕流沸腾传热问题,建立了直列管束外流动、传热、传质数学模型,对微正压下矩形通道内的饱和沸腾过程进行了理论分析,通过数值计算考察了流速、内壁面温度及流体粘度对直列管束外沸腾传热特性的影响。结果表明:随着绕流流速增大,管外平均传热系数及总热通量均增大;随着料液粘度升高,管外平均传热系数和总热通量显著降低;随着加热温度升高,总热通量增大,而管外平均传热系数略微减小;当液相粘度较低时,提高入口流速可以强化传热,液相入口流速不宜低于0.2 m·s-1。     

齿型螺旋肋片管表面局部放热系数

对齿型螺旋肋片管管束内部沿管表面周向的局部放热系数进行了研究.采用试验与数值计算相结合的方法,求得不同角度的局部放热系数,并通过数据拟合,给出Re=2×10~4～8×10~4范围内的肋管表面平均放热系数和按周向分布的局部放热系数的计算式.     

Impingement heat transfer under a confined slot jet. Part I: Effect of surface throughflow

Local and average heat transfer coefficients were measured for a confined turbulent slot jet impinging on a permeable surface at which there may be throughflow. Local Nusselt number was obtained using a unique porous sensor designed for measurement of local heat transfer at a permeable surface which is subjected to rapidly and widely varying heat transfer. Measurements were performed for a wide range of jet Reynolds number and throughflow rates. Convective heat transfer coefficients was found to be enhanced by throughflow, and the enhancement factor in terms of Stanton number to be independent of jet Reynolds number and of extent of heat transfer area.     

填充泡沫铜圆管内R32单相流动换热

在泡沫金属纤维两端布置电极,采用电加热方法,实验测量了填充泡沫金属的管内R32流体和泡沫金属纤维的温度分布,得到了泡沫纤维与流体之间的对流传热系数。实验条件为：实验段管径5 mm,泡沫铜孔隙率0.95,孔隙密度15、45 PPI,流体温度280~325 K,热通量1~18 kW·m^-2,质量流速20~200 kg·m^-2·s^-1。实验及模拟结果表明：泡沫纤维与单相R32的对流传热系数随Re、泡沫铜的孔隙密度的增大而增大。基于流体外掠光滑圆管换热实验数据的Zukauskas经验关联式的预测值与泡沫金属纤维和R32流体之间的对流传热系数的实测值偏差为-35%~-67%,即该关联式不适用于泡沫金属纤维与流体之间的对流传热系数的预测。     

管内对流换热系数的瞬态测量方法

<正>1前言 直接测定对流换热系数的方法分稳态法和瞬态法,前者对实验条件要求苛刻.近年来,瞬态法倍受人们关注”-”.Hausen和Kast’‘·”相继阐述了利用周期变化的流体温度在固体壁内的传播特性确定对流换热系数的原理,即根据流体与固体温度变化之间的相位角滞后（或振幅衰减）确定对流换热系数.Roetzel‘”提出了一套适用于任意形式周期振荡流体温度的瞬态测量方法. 对实测的流体温度波Tf（t）,利用傅里叶级数分析方法把Tf＊）展开为傅里叶级数,其一次谐波正弦和余弦函数项的系数表述为 u。——一Ill（t）Slnwtdt.u。——一11’（）cosnddt（l）则一次谐波可表达为 01。“fslflO此十贝）（2）式（2）中,振幅u;一 Vu: + ug,相位角9一 arc ig（uc/us）,一次谐波的周期 P—Zt。,角速度。一。八。2 测量基础2.1 模型A——霉壁面导热热阻 忽略管壁导热热阻,管壁的能量方程为 厂dL川t一。S叮f一几）一兄凡（几一瓦）（3）若求得的管壁周期振荡温度的一次谐波为Tw（t）一u。sinnd,则流体温度超前相位角9和振幅U;分别为 .y.,o\ It【._o\“工_P_\“ 9”sfCtg WN .Ut=U。。l---- W l e -- （4）一旦实际测得相位角差贝或振幅比ff八。,即可确定对流换热系数。;.显然,当ac《a时,管外对流换热的影响甚小.当液体在管     

Detailed Thermal Evaluation of Brazed Plate Heat Exchanger Using Infrared Thermography

Infrared thermography of brazed plate heat exchangers for evaporators and condensers recently was used to quantify maldistribution. With the knowledge of the secondary fluids heat transfer coefficient and a given secondary fluids distribution, the local heat transfer coefficient of the primary fluid (refrigerant) and its distribution to the channels can be calculated. A sensitivity analysis shows ± 10 % difference of the surface temperature to the wall center temperature at the expected ratios of heat transfer coefficients. The method is presented in this paper using an exemplary infrared picture.     

搅拌槽中垂直列管外壁的传热膜系数分布

在一内径为 12 0 0mm容积为 1.5m3 的搅拌槽中 ,使用CBY螺旋桨、 4 5°斜叶桨和六直叶涡轮桨 ,对牛顿流体采用量热法 ,研究了列管外壁的局部传热膜系数的分布情况。实验结果表明 ,对轴向流桨和径向流桨 ,列管外壁的局部传热膜系数有不同的分布 ;列管外壁各点的局部传热膜系数均与ε0 .197成正比。此外 ,文中还研究了桨叶离底距离、桨径等因素对列管外壁局部传热膜系数的影响。     

Chaotic forecasting of time series of heat-transfer coefficient for an evaporator with a two-phase flow

The time series of heat-transfer film coefficient for an evaporator with a vapor-liquid two-phase boiling flow were forecasted by the chaotic prediction or the local nonlinear short-term prediction. The forecasting method was based on the phase space reconstruction theory and a mathematic model in the form of datum driving had been developed to carry out the prediction. The signals of heat-transfer film coefficients predicted by this method were compared with those obtained from the experimental measurements. Different from the previous work, the comparisons in this work were done both from the point of view of the time trajectory and from the point of view of macroscopic or general characters. Besides the time-averaged statistics characteristics, such as the average value, average deviation and standard deviation, the power spectrum, phase plane map and chaotic invariants including the correlation dimension and Kolmogorov entropy had been calculated and been compared for the time series obtained both from the experimental measurement and from the forecast. The comparison for each parameter between the value calculated from the time series measured and that estimated from the time series forecasted by the chaotic forecast method shows satisfactory agreement. The limited length in time with an accuracy prediction indicates that the system is chaotic. The agreement of the comparison of the general parameter indicates that the chaotic prediction is effective for the estimations of the heat transfer characteristics of the two-phase flow boiling system and that the chaotic prediction method may be a potential tool for the effective thermo-fluid control for such evaporators.     

Heat transfer and gas holdup studies in a bubble column: Air-water-sand system

Air-holdup and heat transfer coefficient data are reported for the air-water and air-water-sand system as a function of air velocity in the temperature range 297-343 K as measured in a 0.305 m diameter bubble column operating in semi-batch mode and equipped with either a five- or seven-tube bundle. A 65 μm average size sand powder is used at concentrations of 5 and 10 mass percent in the slurry. Available correlations of gas holdup and heat transfer coefficients are examined on the basis of these data. These are found inappropriate and inadequate for representing these experimental data. Gas holdup data are well represented by an approach based on Nicklin's (1962) work, and heat transfer data are adequately represented by a simple semi-empirical expression. Accurate experimental data on additional systems are needed to develop a reliable heat transfer theory particularly for process representation at temperatures higher than ambient.     

螺旋折流板管壳式换热器壳程局部传热及流阻

文中对螺旋折流板管壳式换热器壳侧局部传热、局部流速及阻力性能进行了实验研究,测量结果表明,其壳侧局部传热膜系数与点速度是沿换热器的径向距离增大而增大,且局部传热膜系数的变化规律与相应点速度变化规律相一致。所取6个测量位置点分布较为均匀,基本上反映了换热器局部相应换热及流场分布规律。同时文中归纳出换热器壳侧的平均努塞尔准数Nu与雷诺准数Re的关联式及流动阻力系数f与雷诺准数Re的关联式,为换热器的实际运用提供了参考依据。