锯齿螺旋翅片管束换热和阻力特性关联式的比较

首先,对已有的锯齿螺旋翅片管换热与阻力特性关联式进行了整理与总结,继而通过对12个锯齿螺旋翅片管束进行风洞实验,比较和验证了相关的换热与阻力特性关联式。结果表明:(1)不同研究者所提出关联式的预测结果相差较大;(2)Weierman1976、ESCOA1979及Chen1998关联式的预测结果与实验结果相符较好,偏差均在20%以内,其中ESCOA1979关联式与实验结果相符最好,偏差在10%以内;(3)相同条件下与连续螺旋翅片管关联式预测结果相比,锯齿螺旋翅片管翅侧换热增大较多,而阻力变化不大。     

离心浮力对折流栅-螺旋槽管换热器传热性能的影响

由流体径向温度梯度引起的离心浮力对旋流强化传热效果有重要影响.通过管程与壳程均有旋转流动的折流栅-螺旋槽管水-水换热器,就离心浮力对旋流强化传热效果的影响进行了管、壳程冷,热流体交换的对比实验研究.结果表明:在相同的管、壳程流速下热流体在壳程时换热器总传热系数比热流体在管程时相对高出约33%.故在有旋流存在的管壳式换热器中,离心浮力对换热器传热性能的影响不可忽视.当热阻较大一侧有旋流存在时,离心浮力对换热器传热性能的影响更为明显.     

横向节距对锯齿螺旋翅片换热管特性影响的实验研究

为获得管束布置结构对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响,在分析其影响机制的基础上对9个锯齿螺旋翅片管错列管束进行了实验研究,获得了横向节距对锯齿螺旋翅片管束换热与阻力特性的影响规律,并提出相应的关联式.结果表明:在横向相对节距范围2.31～3.15,相同雷诺数Re和纵向节距下随横向节距增大,翅侧努谢尔数Nu变化在±3%内;欧拉数Eu减小约20%;综合传热性能j/f(科尔伯恩传热因子与范宁摩擦因子比值)增大约25%.通过与错列光管管束的比较,表明锯齿螺旋翅片管束强化换热性能较优,在大型气体换热设备中具有广泛的应用前景.     

褐煤锅炉冷端优化热力系统技术经济性比较

对电站锅炉排烟余热进行回收,使一部分锅炉冷端烟气热能梯级利用于汽轮机回热系统,是燃煤电厂增效减排的重要途径。以某600MW超临界燃褐煤机组为例,对低温省煤器、送风分段预热和旁通烟道3种锅炉冷端优化热力系统进行了热经济性与技术经济性比较。结果表明,由上述3种系统回收锅炉排烟由148℃降温至90℃余热,机组供电标准煤耗率分别减小4.43g/（kW·h）、5.84g/（kW·h）和6.48g/（kW·h）,项目投资分别为2562万元、2348万元和2261万元。以机组在THA工况下年运行5500h计,3种系统每年由节煤增加净收益994万元、1350万元和1514万元,动态投资回收期分别为3.13年、2.00年和1.71年。可见褐煤锅炉排烟余热回收可明显提高电厂效率。3种冷端优化热力系统中,旁通烟道系统展示出最优的热经济性和技术经济性,建议对其进一步研究和应用。     

四类螺旋翅片管束热力特性数值研究

对气流横掠螺旋翅片管错列管束的流动与换热特性进行了数值研究,在雷诺数Re=10 000～40 000范围比较了四类(连续型、平齿I型、平齿L型和扭齿型)螺旋翅片管束的换热、阻力及热力综合性能。结果表明:与常规的连续型管束相比,在相同Re下,平齿I型、平齿L型和扭齿型管束的努塞尔数Nu分别提高约24%、32%和38%,欧拉数Eu分别增大约24%、85%和90%;在相同的换热量、流体输运功耗和翅片管结构参数下,平齿I型、平齿L型和扭齿型管束所需的换热面积较之连续型管束所需的分别减小约9%、6%和12%,扭齿型表现最佳;在管束紧凑性方面,连续型、平齿I型和扭齿型管束无明显差别,但选用平齿L型会使管束体积相对增大约18%。     

水平管内多孔板后的气液两相流型可视化实验

多孔板后是否形成均匀分散的泡状流流型是影响多孔板废气吸收装置吸收效果的关键因素。以空气和水作为两相介质,对气液两相混合物在水平管内流经多孔板后形成的流型进行实验。通过孔径分别为2、3、4、5 mm的4只多孔板在内径98.5 mm水平有机玻璃管内的可视化流动及高速摄像,研究了孔径大小、气相流量变化及液相流量变化对多孔板后流型的影响规律。实验结果表明：水平管内插入多孔板后,分层/塞状流转变边界向液相流量增大方向推移,塞状/泡状流转变边界向液相流量减小方向推移;随气相流量减小或液相流量增大,多孔板后流型趋于形成泡状流;孔径大小对多孔板后流型具有重要影响,减小孔径使塞状/泡状流转变边界移向更大气相流量和更小液相流量,即形成泡状流的两相流量范围增大;随孔径减小,孔板后流型趋于由分层流直接过渡至泡状流,塞状流趋于消失。为保证多孔板吸收装置的良好流型和吸收效果,建议多孔板孔径不大于3 mm。     

水平布置水下排气管倒流界限试验及分析

为防止水下排气柴油机发生海水倒灌事故,对水下排气管内发生水倒流的条件及影响因素进行了试验和分析。由水平管内气液逆向流动特性研究现状分析,指出气相惯性力与液相重力的相对大小是排气管内水倒流发生的主要物理机制。由内径90mm水平管在3m水深下排气的试验结果发现:防止水下排气管内水倒流发生的界限气速存在一个与管内滞留水长相关的范围,随管内滞留水长由0.3m增至1.8m,界限表观气速由13.0m/s降至7.8m/s,界限气相Wallis数由0.72降至0.55。最后以某柴油机排气参数为基础,按界限气相Wallis数等于0.60计算分析了排气管管径、排气口水位深度及排气温度等因素对管内倒流界限气速的影响,结果表明:水平管的倒流界限气速随管径增大而增大;排气口水位深度和排气温度的变化影响排气密度大小,也对排气管倒流界限气速有影响。     

海拔高度对锅炉对流受热面总传热系数的影响

分析研究了高海拔环境下气压降低对锅炉对流受热面总传热系数的影响。结果表明对于锅炉对流受热面,随气压降低烟气侧对流换热系数不变,辐射换热系数减小,污染系数亦减小,但总传热系数缓慢增大,并根据对烟气动能的分析提出了低气压条件下污染系数的计算方法。     

管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究与进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对纵向流、螺旋流及射流换热器中各种强化传热技术的结构特点、强化传热机理、适用场合及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

水平圆管内气液两相逆向流动特性的管径尺度效应实验

水平管内气液两相逆向流动过程与水下舰船动力系统及核能发电系统的安全可靠工作密切相关。利用水下排气可视化实验系统,以空气和水为两相介质,对4个不同管径水平圆管进行气液两相逆向流动实验。研究管径变化对水平管内气液逆流特性及无量纲模型适用性的影响。主要结论有:1)管径对水平管内气液逆流流量关系具有显著影响,减小管径能有效防止水下排气柴油机发生水倒灌事故,增大管径则有利于强化核堆热段内冷凝水回流。2)Wallis模型在较大管径时对水平管气液逆流特性的关联性较好,但管径小于100mm时关联性能变差,表现出特殊的管径尺度效应。3)探讨Wallis模型在小管径范围关联性变差的原因,并提出预测大管径水平管内气液逆流特性的实验关联式。