小热管换热器性能分析与结构优化

对 3种不同结构小型热管换热器的传热性能进行了试验研究 ,应用人工神经网络方法对小热管换热器结构参数进行优化 ,得到了最佳设计参数 ,并从对流换热的角度对结果进行了理论分析 ,为小热管换热器开发研究与应用提供了依据     

热管换热器设计计算的线算图法

针对热管换热器设计计算公式复杂,计算工作量大的问题,提出了采用线算图法进行气气热管换热器设计计算的方法。将热管换热器设计计算中的对流换热系数、流动阻力和携带传热极限计算公式均以线算图的形式表示,并给出计算实例。线算图法与常规计算方法相比,两者的计算结果相差很小,但线算图法更方便、简单,同时可以清晰地表示各参数对热管换热器性能的影响。     

小热管换热器散热效能试验设计与多因素分析

综合利用试验设计、模型拟合与统计学的方差分析方法,考虑多因素的影响,研究热风进口温度、冷风流量与倾角同小热管换热器散热效能的关系及影响程度。试验对象为采用烧结吸液芯小热管制作的换热器,采用气-气换热方式测试。试验结果表明,增大冷风流量与升高倾角均能提高烧结吸液芯小热管换热器的散热效能;0～20°倾角内,冷风进口温度为15℃,热风流量为70m3/h,冷风流量在30～90m3/h,烧结吸液芯小热管换热器的散热效能在0.27～0.39之间;倾角为20°时,热风进口温度在38～48℃且冷风流量在72～100m3/h可获得较高的散热效能。     

两相闭式热虹吸管直径的设计计算

因为热虹吸管内没有吸液芯,所以和普通热管相比较,它具有结构简单、制造方便、成本低廉及传热性能可靠、优良等特点,因此在地面各类传热设备中都可作为高效传热元件。热虹吸管直径是一个重要的设计参数,直接影响热管的传热功率、传热热阻、热管的强度、传热极限等性能。文章讨论了重力式热管换热器中无芯热管管径的计算方法及确定原则,对其它形式的热管,该原则也是适用的。     

旋转热管应用及特殊结构设计．

提出了利用热管的旋转作用强化热管外传热的思想。以换热面积为衡量标准,通过对旋转热管换热器与常规间壁式换热器的比较分析,得到了2种不同换热器的面积比、工艺条件以及旋转强化效果之间的关系。结果表明,当常规工艺条件下传热状况很差,系统的动力输入属主要工艺要求或产生其它有利效果时,旋转热管换热器将是一种有效的选择。针对反应器的热量导出和高粘度热敏流体的传热问题,给出了热管式搅拌器和螺旋推进式旋转热管换热器的基本结构。     

应用重力热管式油管改善稠油流动性理论研究

根据重力热管工作原理,结合稠油开采工艺技术,对重力热管式油管的传热过程进行了分析,并根据传热平衡原理,对不同工作条件下重力热管式油管采油井进口出油温度和传热损失进行了理论计算。结果表明,重力热管式油管能够利用采油井下部稠油和地层所蕴含的地热能来加热采油井上部稠油,减少稠油流动过程中的散热损失,改善稠油流动性。     

油田加热炉用热管元件工作温度控制技术

根据热管元件的热传递原理，研究了调节与控制热管元件工作温度的一般措施。通过改变热管助化比、改变热管加热段长度、管径等措施，可以改变热管加热段的热阻，从而调整热管的工作温度。在高温烟气余热回收的场合中，为降低热管的工作温度，应尽量加大热管加热段的换热热阻，使热管工作温度尽可以接近冷水的温度。碳钢－水热管元件传热性能好，通常在中温烟气余热回收领域应用广泛。在高温使用环境中，可以通过调整热管加热段肋片参数、管长或管径等方式来调整加热段外部热阻，达到控制热管工作温度之目的。     

热管式CPU散热器试验及数值研究

热管作为高效传热元件,在CPU散热方面显示出独特的能力。对一种台式机所用的热管式CPU散热器的散热性能进行了试验研究和数值模拟。结果表明,其散热性能完全满足115 W发热量CPU的散热要求。指出单纯提高风扇的转速不能有效提高散热器及系统的整体性能。CPU散热器应使用具有调速电机的风扇。     

新型的导热原件—热管：兼议热管重沸器的设计要点

重沸器是溶液再生设备,化工厂使用蒸汽作为传热工质,由于蒸汽系统庞大,不适于单井脱硫装置上。国外采用火管,烟气温度控制在475℃以下,热效低;当污垢热阻增大,壁温要上升,需自动化程度较高的温控设备来伺侯。现用热管作为换热元件,烟气温度可达800℃以上,既使波动400℃,溶液传热侧壁温也变动极微;当污垢热阻增大时,壁温还略微下降。由于热管冷凝段壁温可通过传热面积和总温差来控制,既能稳定壁温,保证再生溶液不过热,又能满足所交换的热负荷,所以,热管重沸器用在单井脱硫装置上很理想。     

热管换热器的调壁温防腐蚀设计

热管换热器经过调壁温设计计算后，可提高受热面管壁温度，防止低温腐蚀。文中讨论了热管结构参数对壁温的影响，得出了热管结构参数与壁温之间的关系曲线。这些结果对热管换热器的防止低温腐蚀设计有一定的参考价值。     

管式换热器的优化设计

针对管式换热器设计过程中几何关系的多自变量约束难题,提出了以管长、折流板间距与壳外径之比、管间距与管外径之比三个设计变量作为优化判据。将初投资额与年运转费用作为寻优目标函数,采用复合形电算法求解,避免了求导数复杂的数学运算。实例优化计算结果与常规计算结果的比较表明,优化设计可使管式换热器在满足给定约束条件下,节约２５ ％ 以上换热面积,提高管程和壳程的流速,从而提高传热系数,最终得到操作、能耗和投资等方面的最佳经济结构。     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

三相工质重力热管强化传热试验研究

为了提高重力热管的传热能力,把金刚砂颗粒加入到纯工质里制成三相工质重力热管来强化传热。对12.07、9.77、8.47、7.06和6.35μm的5种不同固体颗粒粒径的三相工质重力热管的传热性能进行研究,计算三相工质重力热管的传热系数,并与纯水重力热管的试验结果进行对比分析。试验结果表明,三相工质重力热管的最佳充液率为55%,最佳固体颗粒质量分数为5%;与纯水重力热管相比,三相工质重力热管的等效对流换热系数提高了16%～31%,固体颗粒含量和粒径对传热有很大的影响。     

缠绕管换热器在连续重整装置上的应用

对比了缠绕管换热器与板壳式换热器的结构特点,并对连续重整装置进料换热器由板壳式换热器更换为缠绕管换热器后的运行状况进行了分析。结果表明:2种换热器运行1 a后,在重整装置处理量接近的工况下,与板壳式换热器相比,缠绕管换热器的热端温差降低13.6 ℃,换热器总压差降低15.2 kPa,第1反应器燃料气消耗量降低0.90 t/h,3.5 MPa蒸汽消耗量降低15.41 t/h。     

小螺旋管蒸发段分离式热管充液量分析

在综合了影响常规分离式热管充液量各种因素的基础上,对小螺旋管分离式热管充液量进行讨论,认为脉冲震荡对其影响显著.根据试验数据拟合出合理充液率的经验关系式.有关实验也验证了上述分析.     

热管改善油井井筒流体温度分布的理论研究

为了寻求经济节能的改善热敏感性原油井筒流动特性的工艺技术,基于两相闭式热虹吸管工作原理,提出了利用热管改善井筒流体温度分布剖面的方法.结合井筒传热模型及耦合热管传热理论建立了热管井井筒温度分布计算理论模型,利用该模型分析论证了热管改善井筒流体温度分布的原理及技术可行性.现场试验及理论研究结果表明:在不消耗额外能量的前提下,利用热管可以实现利用深部流体自身部分能量提高井筒上部流体的温度,进而改善井筒温度分布剖面.     

空-空热管式中冷器设计与热力性能试验研究

依据热管式换热器的特点,编制了空-空热管式中冷器的设计程序,并设计了试验用热管式换热器样件对该设计程序进行试验验证。利用通用的传热系数计算公式程序所得的计算值与试验所得的实测值变化趋势基本一致,说明所编制的计算程序是实用和可靠的。根据试验结果对设计程序进行了修正,热空气出口温度最大偏差为0.5℃,热流量最大偏差为7W,表明修正后程序的计算结果与试验结果吻合较好。用试验数据分析了欧拉数与雷诺数的关系,拟合得到适合空-空热管式换热器的阻力计算的准则方程式,压降修正结果与实测值最大偏差为31.39Pa,误差不超过6%,说明在中冷器设计程序中可以利用拟合公式较好的分析压降。     

热管结构参数对空气预热器最低壁温的影响

针对空气预热器低温腐蚀问题 ,介绍了热管空气预热器最低壁温的调节原理 ,结合计算实例分析了管径、管长、翅片高度、翅片间距以及翅片厚度等结构参数对壁温的影响。结果表明 ,热管的翅片高度和翅片间距是非常有效的壁温调节参数 ,这个结论对热管空气预热器的防腐设计有一定的指导意义。