汽-气凝结气膜分布及对换热特性的影响

基于双边界层理论,考虑气膜内诱导速度、气液界面剪切力和压力梯度等因素的影响,建立了在水平管外汽-气凝结换热过程中所形成气膜厚度的数学模型,并讨论了气膜分离情况.结果表明:沿管壁向下,气膜厚度逐渐增大;当气膜发生分离时,气膜厚度在分离点处急剧增大,且随流速增大而减小;当气膜不发生分离时,气膜厚度在管壁底部附近急剧减小,且随流速增大而增大;气膜厚度随壁温升高而增大,随不凝结气体质量分数增大而增大;气膜厚度及气膜分离对换热特性有一定的影响.     

热管壁面温度的理论研究与确定

分析了热管的传热原理,对热管换热设备的热管壁温的确定进行了研究。结合理论传热模型说明了热管壁面理论温度是可以得到的,从而方便地进行热管换热设备的热工参数设计,为实际调节冷热侧的换热面积以控制壁温提供理论依据。既适用于理论设计,又能控制换热管尾部壁温,有效地解决设备运行中的酸露点腐蚀问题。     

管间距对折齿型螺旋翅片管束性能影响的数值模拟及试验研究

折齿型螺旋翅片管是在平齿型螺旋翅片管基础上发展而来的.它具有更好的强化换热性能,在烟气余热回收等领域,有着良好的应用前景.为了获得管间距对折齿型螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,对8个错列布置的折齿型螺旋翅片管束进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证.结果表明:在相同Re数和相对纵向间距S2/do下,相对横向间距S1/do=2.00～3.26范围内,存在最优S1/do使得管束气侧Nu数最大,气侧Eu数随S1/do的增大而明显减小;在相同Re数和S1/do下,S2/do=2.16 ～3.00范围内,存在最优S2/do使得管束气侧Nu数最大,气侧Eu数随S2/do的增大而稍有降低;数值模拟与模化试验结果偏差较小,相关的研究方法及结果可为进一步优化折齿型螺旋翅片管束布置提供参考.     

超临界锅炉螺旋水冷壁流量分配和壁温特性的研究

基于流体管网计算理论,建立了由流量测量回路(以下简称流量回路)、压力测量节点和连接管构成的600MW超临界锅炉螺旋水冷壁流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒定律,建立了600 MW超临界锅炉螺旋水冷壁流量和壁温计算的数学模型。采用拟牛顿法对流量回路和节点方程组求解,并开发计算程序,获得了不同负荷下螺旋水冷壁内流动压降、流量分配及壁温特性。结果表明:在100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)、75%BMCR及30%BMCR负荷下,热偏差和流量偏差较小,热偏差最大为5℃,流量偏差最大为7.47%;流动压降与设计值符合较好;水冷壁壁温随炉膛高度增加而升高,最高壁温为469.4℃,各负荷下管壁温度均处在管材强度的允许范围内。     

东方百万机组锅炉管壁温度分布规律研究与应用

为解决东方百万千瓦机组锅炉管壁超温的问题,以东方超超临界百万机组锅炉为研究对象,分别进行了1 000 MW和500 MW负荷的运行试验,研究了管壁温度分布规律及燃烧器拉杆位置和燃尽风配风方式对管壁温度分布的影响特性。结果表明,燃烧器(燃尽风)拉杆采取U型配风方式时,将会导致中间区域受热面管壁温度高,管壁温度呈现出"倒U型"的分布规律;开大中间区域燃烧器(燃尽风)拉杆位置,有助于缓解管壁超温。根据该研究成果,解决了某机组高温再热器管壁超温导致再热蒸汽不足的问题,额定负荷下,再热蒸汽温度由优化前的603.4℃提高至优化后的616.9℃;同时,解决了另一机组低负荷下屏式过热器管壁超温的问题,500 MW负荷、AEF磨煤机组合运行方式下,屏式过热器管壁最高点温度值由616.3℃降低至600.5℃,大大提高了管材的安全裕量。     

螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究

对13个不同翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距的螺旋翅片管束换热器在不同雷诺数条件下的传热和阻力特性进行了试验研究,得出了翅片间距、翅片高度、横向管间距、纵向管间距及雷诺数与换热特性Nu和阻力特性Eu的准则关系式,并对准则关系式进行了分析.结果表明:随着横向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的传热得到强化,但随着纵向管间距和翅片高度的增加,螺旋翅片管的传热有所减弱;随着横向管间距、纵向管间距和翅片间距的增大,螺旋翅片管的阻力减少,但随着翅片高度的增加,螺旋翅片管的阻力增加.     

含尘气流中换热器管壁磨损特性的实验研究

对光滑圆管(0—T管)、高频焊螺旋翅片管(HF—T管)及镍基渗层钎焊螺旋翅片管(HF—T—NL管)的磨损特性进行了实验研究，确定了各种管子的磨损量及磨损部位，并对其抗磨损性能进行了比较。结果表明：由于镍基渗层极大地提高了管材的表面硬度，同时有效地增强了管子的抗氧化腐蚀能力，从而使镍基渗层钎焊螺旋翅片管的耐磨损性能远远优于其它两种换热管。使用镍基渗层钎焊螺旋翅片管可大大地提高换热设备在高温含尘气流中的工作寿命。图6表4参9     

三角扰流蛇形翅片管流动换热特性数值研究

蛇形翅片管作为空冷凝汽器基本换热面,其流动与换热性能对空冷电站经济性有着重要影响,基于此,对三角扰流蛇形翅片管的气侧换热及流动特性进行了数值研究,分析了流体温度、压力沿流程方向的变化规律以及迎面风速、扰流三角个数、扰流三角尺寸等因素对蛇形翅片管换热及流动性能的影响,结果表明三角扰流部位局部阻力是沿程阻力的25%～70%,扰流三角对换热有明显的促进作用,换热系数最大提高37%.本研究可为蛇形翅片管的设计及优化提供理论参考.     

螺旋翅片管传热特性和阻力特性研究与应用

通过螺旋翅片管在工程中应用的例子介绍它的传热特性和阻力特性并给出了最佳结构尺寸。经工程应用表明，螺旋翅片管具有很强的工程应用价值和推广价值。     

660 MW塔式燃煤锅炉高温再热器管壁超温诊断及运行优化

针对某电厂660 MW塔式燃煤锅炉投产后出现再热蒸汽两侧偏差大、再热器管壁易超温导致额定负荷下的再热蒸汽无法达到设计值的问题,以该电厂1号锅炉为研究对象,通过比较燃烧器摆角整体摆动、单个角摆动和磨煤机组合方式对高温再热器管壁温度的影响特性,摸索出了影响再热器管壁温度的规律,通过对每个角燃烧器摆角区别化设置,基本消除了再热蒸汽两侧偏差和管壁超温的现象,再热蒸汽温度也达到了设计值:660 MW负荷下,在再热器管壁温度不超温的前提下,再热蒸汽两侧的偏差由调整前的8.5℃降低至1.6℃;再热蒸汽温度平均值由608.9℃提升至619.3℃。     

H型鳍片管的传热与流动特性试验研究

H型鳍片管是一种新型高效强化传热管。对一定结构的H型鳍片管与螺旋翅片管换热器进行了比较性半工业试验研究,得到了H型鳍片管换热与阻力准则关系式,并与相同结构参数的螺旋翅片管进行比较。根据实验结果得出:H型鳍片管换热与阻力特性均优于同结构参数的螺旋翅片管。     

超临界压力倾斜光管水动力及传热特性的研究

在试验台上对外径38.1 mm,壁厚7.2 mm,倾斜角度26.21°的光管进行了水动力及传热特性试验研究,以确定是否会发生壁温飞升、传热恶化及汽水分层等现象,并对该类型螺旋管圈水冷壁在实炉运行工况下进行了试验研究,以验证在试验台上得到的试验结果.结果表明：在启动过程以及低负荷工况,倾斜光管壁温正常,未超过金属的许用温度;但是在拟临界点附近,管壁对工质的对流传热系数减小,发生传热恶化现象;如果管壁热负荷较高,管壁温度将发生飞升,可能会引起爆管.     

高压给水加热器采用小螺旋角的内外螺旋三角翅片管强化传热的试验研究

通过确切了解电站高压加热器的传热性能和特殊的设备要求，设计并加工出小螺旋角的内外螺旋三角翅片管用于强化其传热性能。基础实验表明，在实验的条件下，立式小螺旋角的内外螺旋三角翅片管的总传热系数比光滑管提高６３％－９５％，其中管外冷凝换热系数是同条件下光滑管的３．５－４倍，管内的对流换热系数也比光滑管提高了１８％。同螺旋槽等比较可知，立式小螺旋角的内餐螺旋三角翅片管的总换热系数比螺旋槽提高４％－２７％，     

水—碳钢热管的壁温控制与应用

本文分析了水－碳钢热管壁面温度调节与控制的原理。结合应用实例说明了由水－碳钢热管组成的热管换热器可以方便地调节冷热侧的换热面积以控制壁温，既适用于来流烟气温度较高的场合，又能控制换热器尾部壁温，有效地解决酸露点腐蚀的问题。     

竖直螺旋槽管壁面液膜在蒸发/冷凝时的传热特性的研究

研究竖直螺旋槽管壁面液膜在传热条件下的液膜形成及流动特性，建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解，且分析了壁面液膜在蒸发，冷凝及无热传输时的液膜厚度分布及速度分布，结果表明，液膜的形状主要受表面张力影响，在表面内弯处流膜较厚，而在槽道起始部液膜较薄，相对于光滑直管，竖直螺旋槽管壁面液膜具有均匀的厚度分布和更好的传热传质性质，特别在冷凝时壁面液膜更薄且分布更加均匀。     

超临界锅炉过热器炉内外壁温对比试验及分析

在600 MW超临界锅炉机组上进行了过热器炉内外壁温测量对比试验,目的是为了全面掌握超临界锅炉过热器炉内壁温状况。试验中实时采集了炉内壁温及炉外壁温的实时数据,并将采集的各种数据分析对比,从而对过热器的炉内壁温分布、炉内外壁温关联规律等进行了分析研究,得到了600 MW超临界锅炉过热器炉内外温度特性即炉外与炉内的管壁温度波动趋势、过热器炉内外负荷、水煤比、主汽温度的波动与炉内外管壁温差波动趋势相同的规律,对于研究600 MW超临界锅炉过热器管壁壁温监测以及寿命诊断具有重要的意义。     

螺旋翅片管动态轧制过程有限元模型

采用有限元软件DEFORM-3D,建立了三辊斜轧法生产翅片管的动态有限元模型,对整体型钢质螺旋翅片管轧制过程进行仿真计算。根据计算结果探讨了翅片管在轧制过程中的传热特征及温度分布,为优化轧制参数及轧辊刀具设计提供了理论依据。     

基于结焦机理的有机热载体炉炉管在线寿命评估系统研究

总结了近年来国内有机热载体炉事故案例,得出结焦是造成爆管的最直接原因。并分析了导热油劣化的原因,找出了现有结焦检测方法和寿命评估方法的不足,由此提出了基于管壁结焦机理的有机热载体炉炉管在线寿命评估系统的研究和开发,并详细阐述了导热油热稳定性热重差热分析评定、炉管壁温红外成像测量技术和管壁结焦流动传热数学模型构建等在线寿命评估系统的关键技术。     

PCS换热器螺旋结构强化换热数值研究

为了优化非能动热量导出系统（PCS）的设计,提高其换热性能,从而进一步提高PCS系统设计的安全性和先进性,采用数值分析的方法对光管、螺旋扁管和螺旋翅片管的冷凝传热特性进行研究。结果显示：在高含量不凝气条件下,螺旋翅片管的换热性能最强,螺旋扁管次之,光管最差。研究表明,PCS换热器采用螺旋翅片管能够强化换热效果。     

连续型与锯齿型螺旋翅片管翅片效率计算与分析

介绍了烟气换热领域常用的两类高频焊钢质螺旋翅片管.指出目前存在多种连续型与锯齿型高频焊螺旋翅片管翅片效率计算方法,不便于同类换热实验结果的相互比较.通过深入分析与计算比较,对连续型与锯齿型高频焊螺旋翅片管分别给出了建议的翅片效率计算方法,供相关的工程设计及实验研究选用.两种管型的翅片效率比较表明,锯齿翅片的翅片效率较高,提高的幅度随翅片高度增大而增大.