600MW超临界压力直流锅炉水冷壁管内沸腾传热特性的研究

本文阐述了在西安交大高压电加热水回路系统上所进行的φ32×3mm不锈钢管在α=14°和α=10°倾斜布置时的传热特性,试验参数为压力P=6～28MPa:内壁热负荷q=200～410kW/m~2;质量流速G=400～1400kg/m~2·s.试验得出了在上述参数范围内各工况的壁温分布曲线,从而可确定发生传热恶化的临界含汽率、最大壁温飞升值及其位置、内壁超温峰值及最小放热系数.管子上下壁温差等,为设计600MW超临界变压运行直流锅炉水冷壁系统提供可靠的依据.     

600MW超临界压力直流锅炉水冷壁水动力不稳定性的研究

本文阐述了在西安交通大学高压汽水试验回路上进行的螺旋管圈水冷壁倾斜管中水动力不稳定性的试验研究。试验参数为P=2～14MPa,质量流速G=600～1200kg/m~2·s,入口过冷度△t_(sub)=20～120℃,热负荷0～650kW/m~2,管径φ20×2mm,螺旋升角α=14°。在上述参数范围内,研究了压力、质量流速、入口过冷度、热负荷及热负荷分布、进口和出口节流、可压缩容积对螺旋管圈水动力不稳定性的影响。试验表明在螺旋管圈中存在压力降型、密度波型和热力型脉动。根据试验和理论分析得到了计算压力降型和密度波型脉动起始边界的无因次方程组。对实际的原型锅炉水冷壁水动力稳定性进行了分析计算,得到了稳定的边界值,为600MW超临界变压运行直流锅炉水冷壁的设计与运行提供了可靠的依据。     

油水分离器中水洗流场液滴运动特性分析

自污水处理实现大罐沉降分离技术以来,由底部进液的水洗处理已成为污水处理主要的工艺过程。由于该技术具有较明显的先进性,近年来逐渐被引入到原油脱水设备中。考虑液滴变形的影响,认为水洗流场中液滴的运动轨道呈空间曲线;并采用液滴聚并理论对液滴的运动特性进行了分析,获得了液滴的初始和终端浮升速度模型,该模型更加符合油水分离的实际过程,对水洗流场的结构优化,合理选择设备的运行和结构参数,保证设备的运行效果具有较大理论价值和实际意义。     

The Measurement of Oil, Gas and Water Flowrates in Three-Phase Slug Flow

Three-sphase flow invo1ving oil-water two immiscible liquids and gas which is often foundin the fields of petroleum production has been studied in this paper.A new method with thecombination of a horizontal tube,a downward flow vertica1 tube and an orifice to measure theflowrates is presented.In this method the frictional pressure drop in the downward vertical tube isreplaced by that in the horizontal tube,the void fraction is derived from the gravitational pressuredrop,then the volume fraction of the individual phase can also be obtained.The individual flowratescan be calculated when the water fraction is known.This method is applicable for many kinds ofoil-wells to measure the flowrates of crude oil,natural gas and water.Compared with other methods,the presented method involves fewer measuring parameters.The experimental results proved quitegood accuracy of the method,with measurement deviation within 10%,and reliable results wereobtained under high Dressure conditions.     

湿蒸汽两相流流量的测量研究

该文通过用高温高压度验条件下导出的汽水两相流通过节流元件的压降与流量和干度关系式的计算分析，发现了在一定的干度范围内，湿蒸汽两相流的载热量与通过节流元件的压降间存在着单值函数关系，因而提出了可用一个节流元件进行湿蒸汽两相流载热量与折算干饱和蒸汽流量测量的新方法，并通过现场测试与标定，证明了此种方法具有较高的测量精度，很好的实用价值及广阔的应用前景．表２参２     

国产UP直流炉水冷壁改造方案分析

针对姚孟电厂300MW直流锅炉改造方案进行了水动力分析,对比了改造前后锅炉水冷壁的负流量响应特性和正流量响应特性,指出该炉垂直管圈炉膛水冷壁水动力特性不佳,低负荷运行造成水冷壁超温及管间流体和金属温差大爆管的主要原因是高质量流速设计及其产生的负流量响应特性,给类似锅炉改造提供了借鉴经验。     

圆弧型与X型开缝翅片空气侧流动与传热特性可视化试验

利用粒子图像测速(PIV,particle image velocimetry）技术和红外热成像技术对增压空冷器空气侧的4排叉排圆弧型和X型开缝翅片的流动和传热特性进行了可视化试验研究。在试验的Reynolds数范围内,得到了阻力和换热特性曲线以及能反映流动和传热细节的流场和温度场。试验结果表明：X型开缝翅片的波动强度、流动阻力大于圆弧型开缝翅片,但前者的换热性能和场协同性优于后者。提出的新概念波动强度是表征翅片结构对流场扰动程度的物理量,波动强度越大,流场内的速度梯度、涡量强度越大,翅片结构对流场的扰动越大。可视化的试验结果为后续的数值模拟和翅片结构优化设计提供了可靠的试验依据。     

波纹管强化管内沸腾传热的试验研究

分别以煤油和水为工质,对不同流速情况下波纹管和光管的管内流动沸腾传热特性进行了试验研究。试验中采用套管式换热器,依靠管外的高温热水对管内工质加热使之沸腾。在不同流速下,根据试验测量的流量和温度等参数计算管内流动沸腾传热系数。结果表明:随着气相雷诺数的提高,传热系数随之提高;相对光管,波纹管对上升流动管内沸腾传热有明显的强化作用。根据试验结果给出了波纹管管内流动沸腾传热系数关联式。     

波纹管管外冷凝特性的研究

以煤油蒸汽和水蒸气为工质研究了波纹管管外冷凝时的传热特性。试验中采用内管为波纹单管的套管换热器,分为水平和垂直2种布置方式。在不同流速下,根据试验测量的温度和流量等参数计算波纹管管外传热系数;并与相同参数(流速、温度)条件下光管管外传热系数的理论计算值进行比较。结果表明:随液相雷诺数的提高,传热系数随之提高,相对光管,波纹管管外传热系数有明显提高;波纹管有效地增强了管外冷凝传热;水作为单一工质相对于多组分的煤油,波纹管对其管外冷凝强化效果更好。     

大粗糙度横肋管摩擦阻力与传热特性

在凝结换热实验台上 ,采用恒壁温法和恒热流法对油品在大粗糙度横肋管中的层流与湍流摩擦阻力与传热特性进行了实验研究 .实验过程中Re为 5 0～ 6 2 0 0 ,Pr为 75～ 2 6 0 ,管子粗糙高度为 5mm ,导程为 30mm .实验结果表明 ,由于实验管特殊几何结构 (大粗糙度 )和油品物性参数的相互作用 ,使其表现出与以水或空气为工质的常用强化管不同的流动传热规律 ,并且实验方法对实验结果的影响不大 .根据实验结果 ,提出了层流区和湍流区油品量纲 1摩擦系数及传热系数的关联式 ,并将实验数据与Ravigururajan和Bergles关联式的计算值进行了比较 .研究结果可用于大粗糙度横肋管换热器的设计及运行参数优化 .