用管内插入物强化液体传热

该文对几种管内插入物的研究情况、强化传热机理、传热和阻力特性、插入物的几何参数和操作条件的影响等作了简要综述,并对文献中的一些结论进行了比较,以及反映了管内插入物的研究现状、发展趋势和存在的问题。     

插入物强化管壳式换热器管内高粘度流体的传热

管－壳式换热器加装内插物元件是改善管内换热性能的有效方法，简要介绍了交叉梯形波带插入物强化管内高粘度流体传热的原理和工业应用。说明内插物技术可直接应用于现有的设备的技术改造；还可应用于新设备的设计。特别适宜高粘度的热敏性流体的传热强化     

管内弹簧插入物在线污垢清洗与强化传热技术

介绍污垢对传热效率和压力降的影响,着重对固定式、旋转式、分段式3种管内弹簧插入物在线污垢清洗与强化传热技术进行分析和比较;指出它们结构形式、除垢效率、强化传热性能以及流动阴力特性等方面的优缺点和适用工况.     

强化传热用的交叉锯齿形扰流子管内插入物

笔者通过对三种管内插入物的系统研究,找出了其中较适用的类型。然后在此基础上分析了其传热特性和阻力特性对效益的影响,最后得到了决定插入物性能的主要参数。     

管内沸腾传热的强化

本文系统地介绍了强化管内沸腾传热的多种方法,其中用得较多的两种方法是:改变管子的结构形状和采用管内插入物。前者适应面较广,特别适宜于高干度的环状流区;后者则对低干度的泡状流区适用。     

管内周期性自旋流的强化传热实验

对间隔插入旋流片管内周期性自旋流的传热与流阻性能进行了实验研究,并比较了4种类型的旋流片及其不同旋流片间距的强化传热性能。结果表明,最佳旋流片间距Lp均在33d左右,旋流片强化传热的综合效果从大到小依次为:旋转角α=180°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=20.3°的旋流片、旋转角α=180°及旋流角β=38.1°的旋流片、旋转角α=270°及旋流角β=38.1°的旋流片。     

管内移动弹簧插入物在线清洗性能的研究

介绍了具有正交参数的九种移动弹簧插入物在管程进行的在线清洗试验,分析了弹簧插入物参数对在线清洗性能的影响以及插入物减少结垢的机理,并指出了进一步提高该插入物在线清洗性能所需的条件。     

插入物对新型换热器传热性能的影响

在新型换热器--自支撑矩形缩放管换热器的基础上,利用Fluent数值模拟方法,研究了在其壳程内分别插入传统插入物(旋流片)和新型插入物(折板)后传热性能与流动特性的变化,研究的雷诺数(Re)变化范围为27900~41900。结果表明,与空管缩放管换热器相比,插入旋流片和折板的换热器壳程的传热系数随Re的增大分别增加了31.07%~33.08%和38.01%~46.74%;插入物在提高传热系数的同时也引起了通道内压降的增大,插入旋流片和折板时通道内压降分别增加了69.32%~77.42% 和 68.49%~87.16%;插入折板后壳程通道内的综合传热性能最好,其次是插入旋流片的,无插入物时则最差。提高换热器传热性能的关键是要改善通道两侧缩放管处的传热性能,减小速度场与温度场间的协同角是增强换热器传热性能的一项重要措施。     

缩放管内自旋流强化传热的场协同分析

建立了周期性单元模型,采用数值模拟方法分析了缩放管内带衰减性自旋流的三维湍流流动中的场协同现象,研究轴向不同位置速度场与温度场的演变过程。结果表明,切向速度对强化传热影响很大,自旋流纵向涡使轴向速度和切向速度在同一数量级;自旋流改善了湍流中心区与边壁区流体速度场与温度梯度场的协同程度,使传热得到了强化。     

卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化

本文主要对卧式热虹吸式蒸发器的物理结构和工作原理进行了简单的介绍,并对制冷系统中的制冷剂在卧式热虹吸式蒸发器管内蒸发传热的技术进行了系统地分析,对强化管内传热的方法进行论述,目的是为学者研究卧式热虹吸式蒸发器提供了前期依据,提升卧式热虹吸式蒸发器管内蒸发、传热的力度。     

内翅片环形管内高粘度流体强化传热数值模拟

以空气、水和油为工作介质,采用层流及湍流模型对内翅片环形管内的流动与传热特性进行数值模拟,重点讨论粘度变化对内翅片环形管传热规律的影响。采用有限容积法对计算区域进行离散,采用SIMPLEC算法处理速度和压力耦合问题,固体壁面上的速度采用无滑移边界条件。结果表明,3类流体在湍流状态下,油的综合传热因子最大,并随着Re的增加而增大,当Re在8000以上时,其综合传热因子趋于饱和状态;在层流状态下,粘度越大,流体局部Nux越大,其入口段效应的影响范围越大。在层流到湍流范围内拟合出内翅片环形管的流动与传热准则关联式,为内翅片环形管及相关紧凑式换热器的工程设计及应用提供了理论依据。     

内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热数值模拟

建立了换热管内流体流动与传热三维数学模型,对内置转子组合式强化传热装置换热管内流体流动与传热特性进行数值模拟并与实验结果进行比较。模拟结果表明,内置转子组合式强化传热装置换热管内冷热流体产生了置换混合的效果,充分换热,管内温度梯度小于1 K,进出口温差较光管提高了29%;流场变为复杂的三维螺旋流,加剧了流体的湍流强度及边界层的扰动,使传热强化并起到清洁污垢的作用,但管内压降较光管增加了4.7 kPa;与光管相比,表面对流传热系数的平均值提高了7%,而且表面对流传热系数的分布也变得均匀。实验结果与模拟结果符合较好。     

管内气体侧扭带阻力特性及强化传热特性

利用Pro/e软件建模得到扭带模型,采用Fluent软件对换热管内的流场进行模拟,研究了扭率(Y)分别为12.0,8.5,5.0的扭带在管内的阻力特性和强化传热特性。实验结果表明,选择网格数为8.13×106的扭带模型较适宜。插入扭带管的管内压降大于光管的管内压降,随雷诺数(Re)的增大,管内压降增大,且Y越小管内压降越大。插入扭带后,随Y的减小,达西摩擦因子(λ)不断增大。Y越小,管内流体的二次流流速越大,温度场与速度场协同的程度更好,换热效果得到强化。所建立的拟合曲线λ=3.328Re-0.286Y-0.394和Nu=0.115 4Re0.707 7Pr0.333Y-0.078 75(Nu为努赛尔数,Pr为普朗特数)拟合度高,利用λ,Nu,Re,Y关联式可进行扭带选型。     

自然对流垂直管内插旋流片的强化传热研究

以水为工质,采用Fluent软件,对垂直放置的缩放管内插旋流片的自然对流换热进行了数值模拟分析,对光滑管、光滑管内插旋流片、缩放管和缩放管内插旋流片4种管道的传热情况进行对比,并将模拟值与实验值进行比较,两者的结果基本吻合。模拟结果表明,4种换热管中,缩放管内插旋流片水的传热系数最大,传热强化综合因子达到4以上;缩放管配合旋流片能加强壁面附近流体的扰动,又能使管内中心流体形成较强的漩涡流,加强壁面与管内中心流体的热量交换;减小速度场与温度场之间的夹角是增强传热性能的一个重要因素,缩放管内插旋流片的场协同角的体积平均值最小,因此缩放管内插旋流片的速度场和温度场协同程度更高,更有利于传热。     

管内冷凝传热计算方法探讨

常用的冷凝传热计算方法为Akers的经验公式和以Nusselt理论为基础演变出的关联式.前者以当量雷诺数划分两段计算,但在雷诺数过低或过高时偏差过大;后者以液膜雷诺数分三段计算,其结果更可信,但计算结果是瞬时值,不能代表平均值.文章对不同计算方法进行比较,并针对存在的问题提出了改进意见.     

水平管内多组分冷凝传热设计计算

本文综述了近期文献介绍的水平管内冷凝和多组分冷凝的研究进展情况,评价和剖析了被推荐为现阶段设计采用的CRYG方法的数学模型,并提出了用于错流(管外为空气)时的传热平均温差处理方法。     

蛇管内传热膜系数的简便算法

作者对常用的蛇管流体传热与流阻计算关联式进行了简化,并将其绘制成了图表。在已知蛇管处理的流体物性及流量后,可利用该图表快速地选定其最佳尺寸和管内传热膜系数。     

传热设备污垢清洗及其传热强化技术

作者利用国际联机检索技术,统计分析了各国除垢防垢技术开发的总趋势,提出了加强机械物理方法研究和在线自动连续除垢防垢与强化传热过程相结合的技术开发新建议,最后还简略介绍了旋转螺旋流动振动和流态化除垢防垢及其传热强化技术。