扭曲管换热器壳程传热与压降性能的数值模拟

对扭曲椭圆管换热器壳程的流体流动和热量传递性能运用了可实现的k-ε模型进行了数值模拟,分析了不同的扭距对壳程传热性能的影响。结果显示努赛尔数和摩擦系数随着扭距的减小而增大。同时也分析了扭距对壳程总体传热性能的影响,结果表明壳程整体传热性能开始的时候随着扭距的增大而增大,随后随着扭距的增大而减小。并发现与相邻点相比,自支撑点的流速较小,温度较高,换热性能更好。在流道中可以发现较强的螺旋形流动,螺旋流的强度随着扭矩的减小而增大,同时能在椭圆形截面处发现不规则的二次流,二次流的大小随着扭矩的减小而增大。     

立磨腔内气相流场数值模拟与分析

利用计算流体力学软件对立磨腔内气相流场的分布特性进行数值模拟分析,摸清腔内流场的分布规律,并对腔内局部结构进行优化设计。模拟结果表明:立磨腔内的流场主要由周向涡流和纵向涡流耦合而成,并在风环、灰斗和旋转磨辊的影响下变得十分复杂;在选粉区域呈现出沿顺时针旋转的强制涡流,且在部分导风叶片间产生局部二次涡流,认为导风叶片的安装角度应随位置的不同而有所改变。就风环结构中的导风锥对立磨腔内流场的影响做了深入研究,为立磨的结构优化设计和进一步研究提供了方法和依据。     

气化炉托砖盘有限元分析设计与结构优化

针对气化炉托砖盘结构不连续、外载荷复杂等特点,采用三维有限元分析软件,对这一结构进行了热-应力耦合数值分析,从温度分布均匀性和应力分布合理性角度,论述了结构的优化设计过程,认为托砖盘部件间连接形式、托砖盘开膨胀槽形式等对应力分布有很大影响。     

高效复合强化换热器的管程性能

通过搭建内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器传热与压降性能测试平台,对内螺纹扭曲椭圆管复合强化管换热器的管程传热和流阻性能进行了实验研究,以实验数据为基础拟合得到其对流传热系数和流动摩擦阻力系数与管内流体Reynolds数的计算准则关系式,将内螺纹扭曲椭圆管与光滑圆管、内螺纹圆管、光滑扭曲管的管程传热、流阻以及综合性能进行对比分析,结果显示内螺纹扭曲管流动阻力略高于其他类型的换热管,传热效果和综合性能明显优于其他类型换热管。内螺纹扭曲管作为一种内螺纹和扭曲扁管强化传热技术的叠加技术,强化传热效果明显,具有重要的工程应用价值。     

自支撑型扭曲管中冷器强化传热特性研究

对自支撑型扭曲管中冷器壳程传热与压降性能进行了实验研究,结合实验室先前扭曲管单管实验的数据,通过与相同工况条件下的折流板中冷器和折流杆中冷器管、壳程传热与压降性能以及综合性能的对比,分析自支撑型扭曲管中冷器的强化传热特性。研究结果表明:在测量范围内,自支撑型扭曲管中冷器管程传热性能相比其他2种中冷器平均提高21.3%;壳程传热性能相比折流杆中冷器,平均提高20.6%;壳程压降相比折流杆中冷器,平均降低89.4%,相比折流板中冷器,平均降低93.9%。与传统中冷器相比,自支撑型扭曲管中冷器既有折流板中冷器传热效率高的优点,又有折流杆中冷器压降损失小的优点,在工业领域中,有很好的应用前景。     

管外蒸发换热器内壳侧流体的传热性能

提出了一种新型干式蒸发器,制冷剂以一定流速在蒸发器的壳程流动,所生成的汽泡不能自由上浮,而是与液体混在一起,形成汽液二相流继续向前流动。以实验的形式对其壳侧传热和流阻性能进行了研究,并拟合得到相应Re下的相关准则关系式。研究结果表明:此干式蒸发器传热效果良好、压降较低,与理论研究效果一致,具有一定的工业应用价值。     

变截面扭曲椭圆管在冷冻脱水器中的应用

应用于四氟乙烯（TFE）生产工艺的传统单弓形折流板式冷冻脱水器存在换热管径大、裂解气冷量分布不均、脱除的冰晶不能有效在脱水器中停留而随裂解气进入下级以及因折流板原因导致的壳程流动阻力大等缺点。为此本文设计了一种新型冷冻脱水器,与传统冷冻脱水器相比,采用变截面扭曲强化传热管代替光滑圆管,使冷冻脱水器管程流体沿扭曲螺旋线流动,低雷诺数下形成非对称扰流,有效破坏边界层,提高了传热效率;管内TFE裂解气中的水分更快冷冻并在气流离心力作用下迅速甩向管壁,凝结成冰,提高脱水效果;并且壳程改为变空间纵向流动,流动阻力低,节省材料。结合案例监测数据,与传统单弓形折流板式冷冻脱水器进行数据对比,冷冻脱水效果较原换热器提高30%。     

基于三叶扭曲膨胀管技术的油冷器实验分析

传统管壳式油冷却器的传热效率较低,且存在壳程流动死区及易结垢等缺点。本文采用新型三叶形扭曲膨胀管技术提高传统油冷器的传热。通过实验测试平台测试得到的三叶形扭曲膨胀管油冷器传热及压降数据,与光滑圆管油冷器、传统翅片管油冷器和花瓣状翅片管油冷器进行对比分析。研究结果表明,采用三叶形扭曲膨胀管技术能明显提高油冷器传热系数,但比外翅片管油冷器压降更高,在较低雷诺数下,三叶形扭曲膨胀管油冷器综合性能比翅片管油冷器差,而随雷诺数增加,其综合性能逐渐优于外翅片管油冷器,具有很好的推广应用前景。