管壳式换热器强化传热研究进展

随着对节能减排重视程度的提高,换热器的强化传热问题得到了越来越深入的研究,本文介绍了近年来管壳式换热器强化传热研究的一些相关成果,列举了几种应用于管壳式换热器中管程与壳程强化传热的典型元件和结构,为下一步研究工作的开展奠定了基础.     

熔体静电纺丝纤维下落过程的DPD探索模拟

静电纺丝是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法,为了深入了解熔体静电纺丝纤维下落过程中的变化情况,探索用耗散粒子动力学介观模拟方法创建了静电纺丝模拟体系,模拟出聚合物黏度对不同阶段纤维下落速度的影响,发现纤维下落速度增加到一个最大值时,又逐渐变小;还模拟了聚合物不同链长时纺丝纤维的下落形貌,发现随着链长增加,纤维下落速度逐渐减慢;最后研究了弹簧系数对下落过程中聚合物均方末端距的影响,均方末端距增加到一个最大值时,又逐渐变小。从介观模拟的角度对熔体静电纺丝纤维下落过程进行了模拟探索,对这一物理现象中的科学问题得到了更深层次的理解。     

内置左右旋螺旋叶片转子换热管强化传热实验

在传热及阻力特性实验装置上对内置左右旋螺旋叶片转子换热管的传热及阻力特性进行实验。换热实验管段是由2 m长的外管(φ57 mm×3.5 mm)和内管(φ25 mm×0.5 mm)组成的套管。实验结果表明,内置左右旋螺旋叶片转子换热管的努塞尔数(Nu)约是光管的2.5倍,阻力系数(f)约是光管的2倍;间距比为2的内置左右旋螺旋叶片转子换热管的Nu最大,间距比为3的次之,间距比为1的最小;间距比为1的内置左右旋螺旋叶片转子换热管的f最大,间距比为2的次之,间距比为3的最小;间距比为3的内置左右旋螺旋叶片转子换热管的综合性能最高,间距比为2的次之,间距比为1的最低。     

旋向自交叉式转子自清洁性能实验研究

本文通过实验研究对比了光管、安装有同向转子的有机玻璃管和安装有旋向自交叉转子的有机玻璃管的污垢沉积程度。结果显示光管下的沉积的污垢最多;同向转子能够减少污垢在有机玻璃管内沉积,最终在有机玻璃管内沉积的污垢量基本处于稳定;旋向自交叉转子具有最好的清洁效果,能够保持有机玻璃管较为干净的水平。     

转子间隔排布的随动式动态混合器的模拟研究

通过固定总体混合长度L,改变转子数量M,对导程100mm、轴向长度50mm的螺旋两叶片转子间隔排布的随动式动态混合器的混合性能及压力特性进行了模拟研究,结果表明,转子间隔排布明显对混合性能及压力特性产生影响。相对于L=500mm,M=5和L=500mm,M=3,当L=500mm,M=4时,混合流体出口处不均匀系数最小,混合效果最好,相对于转子首尾配合连接,不均匀系数降低约40%,;随着转子数量的减少,由于转子对流体的一系列作用使流体产生的压力损失降低,减少了动力设备的能源消耗。     

相间内插两种转子换热管的换热及阻力特性

对相间内插螺旋开槽转子与低流阻转子不同数目比(Y)转子的圆管进行了换热及阻力特性的实验研究,结果表明,相间内插两种转子后明显对换热效果产生影响,换热效果和阻力特性与两种转子数目比Y有关。阻力系数(f)随着Y值的增大而增加,在所有相间排列方案中,螺旋开槽转子与低流阻转子的数目比Y=2时,换热效果最好,平均努赛尔数(Nu)和阻力系数(f)均比单一螺旋开槽转子高,努赛尔数(Nu)较螺旋开槽转子提高4%左右。     

中华墨纳米颗粒在太阳能海水蒸馏中的应用

中华墨作为集热介质应用于太阳能热法海水淡化。将中华墨纳米粒子添加到海水中,通过实验考察了不同质量分数中华墨以及运行时间对蒸发速率的影响。结果表明,在海水中添加中华墨纳米颗粒能明显提高海水的蒸发速率,且蒸发速率随着其质量分数的提高呈现先升高后下降的趋势。实验中添加油烟墨颗粒的流体和添加松烟墨颗粒的流体的最佳质量分数均为0. 25%,在光照强度为200 W/m~2下的最大蒸发量分别为0. 72 kg/(m~2·h)和0. 74 kg/(m~2·h),而纯人工海水蒸发量仅为0. 42 kg/(m~2·h),蒸发速率明显提升;同时在最佳质量分数下,蒸发速率随着运行时间的增加而逐渐下降。     

异旋向组合转子混合性能研究

结合实验和数值模拟方法,对异旋向组合转子应用于水-甘油混合体系的混合性能进行了研究,获得水-甘油在异旋向组合转子中混合的动态画面以及甘油在混合流体中的浓度场分布图。研究结果表明,实验结果与数值模拟结果具有很好的一致性,数值模拟方法具有合理性;水-甘油流经异旋向组合转子过程中,受到转子的分割-分隔作用,使甘油的聚集状态被迅速打破;异旋向转子转动方向相反,对混合流体产生方向相反的强烈的扰动作用,促进甘油的分散;与Ll=100 mm左旋转子组合的5种不同导程右旋转子中,当右旋转子的Lr=150 mm时混合流体达到最好的混合均匀性。     

转子组合式装置强化传热与阻力实验研究(II)22号润滑油(英文)

The paper described experimental investigation of heat transfer and single-phase pressure drop through tubes with different rotor-assembled strands inserted in the Reynolds number range of 800-9000 with lubricant as working fluid. In the experiment, fixed mounts were employed to eliminate the entrance effect. The experimental results showed that the employment of fixed mounts led to a visible bias of friction factor in the laminar regime while it could not affect the Nusselt numbers significantly. Experiment for the tube inserted with rotors-assembled strand showed remarkable improvement for heat transfer with the Nusselt number increased by 200%-225% in the laminar regime and 125%-160% in the transitional regime. Meanwhile, the friction factor increased inevitably by 200%-300% within the same range of Reynolds number. The comparison of different rotor-assembled strands in-serted tubes and plain tube showed that the heat transfer benefited from the increase of the diameter of rotor-assembled strand with the same lead and the decrease of the lead of rotor-assembled strand, so does the friction factor. Based on experimental data and thorough multivariant linear normal regression method, the correlations of average Nusselt number and friction factor are established.     

管内换热元件基于数值模拟与实验对比的研究

利用流体计算软件Fluent 6.0分析自转式转子与螺旋扭带两种换热元件在强化传热方面的优劣,并按模拟条件进行实验对比。结果表明,相对于螺旋扭带径向扰流较弱的劣势,自转式转子扰动能力强,提高换热系数,为实际应用提供有力的指导。