外加电场对弱导电工质管外沸腾传热强化的实验研究

针对化工过程和能源工程中常遇到的弱导电工质,通过施加一高压直流电场进行管外沸腾传热的强化实验,得出了外加电场电压、热流密度与沸腾换热系数及强化系数之间的规律.比较分析了工质不同组分对电流体动力学(EHD)强化效果的影响,并对外加电场的功耗进行了分析,为探索EHD强化沸腾换热的机理以及将其推广到工程应用中提供了一定依据.     

电极直径对EHD强化垂直管内凝结换热的影响

基于EHD强化管内凝结换热的理论分析,对5根直径不同的电极进行了垂直管内EHD强化凝结换热实验研究.结果表明,相同工况条件下,电极直径越大液膜相对减薄率越大,液膜减薄的起始电压越小.液膜相对减薄率随着电压的增加而增加.同时发现,液膜相对减薄率大并不意味着强化系数大.     

EHD强化相变换热同轴圆柱特征电极的理论分析

针对施加直流高压电场的电水动力学（EHD）强化管外沸腾换热和EHD强化管内凝结换热两种换热方式,提出了3个同轴圆柱特征电极参数,分别与最小场强电极、最小电场力电极、最小能耗电极对应.分析了3个电极参数的几何特性,结果表明,电极直径的大小,在EHD强化相变换热中起重要作用.     

电场强化夹套间不同构造管对流传热研究

文中以空气为工质,对水平光管、横纹管、花瓣管在夹套间的强制对流传热进行了高压电场强化(EHD效应)实验研究,揭示了EHD在强化对流传热上的一些基本规律。实验结果表明,外加高压电场对强化对流传热有较好的综合效果,在Re=5000,电极电压为30 kV的实验条件下,花瓣管、横纹管和光管的最大强化率依次为2.76,1.75和1.36。根据光管的实验结果,对有、无电场作用下的压力波动进行了时间序列分析,得出了Lyapunov指数,并从动力学角度分析了EHD效应对强化传热的影响。     

中心圆柱电极EHD强化垂直管内沸腾换热的实验研究

以R123为工质采用中心圆柱电极对垂直管内沸腾换热的EHD强化进行了实验,得出了沸腾传热系数与电场强度、热流密度等相关参数的关系.测试了外加电场的电流以及击穿电场强度.从外加电场影响气泡的成长、跃离和运动规律的角度对EHD强化垂直管内沸腾换热的机理进行了分析.     

煤油在内螺纹管中流动沸腾强化传热特性

针对石油化工过程中沸腾传热设备技术改造的需要 ,在 3× 1 0 5Pa (绝对压力 )的条件下 ,对煤油在垂直内螺纹管中的上升流动沸腾传热进行了实验研究 ,将实验结果同煤油在光管中的实验结果进行了比较 .实验结果表明 ,内螺纹管中的沸腾换热系数是光管的 1 6～ 2倍 ,并且可在小温差条件下实现流动沸腾传热 .提出了煤油在内螺纹管中的流动沸腾换热系数的关联式 ,并对煤油在内螺纹管中的流动沸腾特性和强化传热机理进行了分析 .     

气-固循环流化床换热器的传热性能与压降

为强化气相换热,将流化床换热防垢节能技术和气相换热过程相结合,设计并构建了一套气-固循环流化床换热装置.以空气和玻璃珠颗粒作为工质,利用热电阻和差压传感器,系统地考察了颗粒加入量、空气流量和热通量等操作参数对于其传热性能和压降的影响.研究结果表明,玻璃珠颗粒的加入可以明显地强化气相的传热.实验范围内,最大的传热增强因子...     

不连续双斜向内肋强化换热管性能

引言管壳式换热器在石油化工、能源动力、造纸、制药等领域应用十分广泛,换热强化对于其节能降耗具有十分重要的意义.近30年研制开发出几十种强化换热管,例如螺旋槽管、波纹管和翅片管等,并得到了比较成功的应用.但相关的研究多数仍然停留在经验的基础上,即研究者根据其经验设计出某种具体的强化技术,然后通过实验和数值计算归纳出适用于一定范围的经验关联式.因此,传热强化研究目前仍属于技术领域[1],研究人员通常所采用的经验性的研究方法不可避免存在着一定的局限性.过增元等[2]提出了一种新的强化换热理论———对流换热场协同理论,为对…     

空气横掠波纹管束的流动与传热性能

引　言管壳式换热器是石油化工行业应用十分广泛的换热设备 ,它具有易于制造、耐压高等特点 .但是普通管壳式换热器换热效率低 ,因此开发高效传热元件对管壳式换热器的进一步推广应用具有十分重要的意义 .采用翅片管换热器可以大大强化换热 ,但是阻力也增加很多 ,并且容易积垢 ,影响使用 .近年来开发的波纹管换热器由于加工方便、易于制造而越来越受到人们的重视[1～ 4 ] .但对于流体横掠波纹管束时流动传热性能的研究却少见报道 .本文对如图 1所示的波纹管束组成的换热器进行了实验测定 ,研究了 3种排数的阻力与换热规律 ,为设计换热器提供…     

内置螺旋叶片转子换热管传热和阻力特性的实验研究

本文概述了转子组合式强化传热装置的强化传热和自清洁原理,通过实验研究了传热和阻力特性。实验结果表明,在相同的雷诺数条件下,内置螺旋叶片转子换热管的努塞尔数明显高于光管的努塞尔数,说明具有良好的强化传热效果;内置螺旋叶片转子换热管的阻力系数显著高于光管阻力系数,说明在强化传热的同时,使得管内阻力随之增加。此外,作者借助多元线性回归方法,建立了内置螺旋叶片转子换热管的努塞尔数与阻力系数的经验关联式。     

高压电场强化空气对流传热实验及其数值模拟

以空气为实验介质,对水平光管、横纹管、缩放管和螺旋槽管的强制对流传热进行了高压电场强化实验,研究了高压电场强化传热的一些基本规律。实验验证了当外加高压大于15 kV后,对强制对流传热有较好的综合传热效果,最大强化率达2.8,而阻力系数的增大倍数在1.5—1.9。并对横纹管进行了数值模拟,从场协同的角度研究了速度场与温度场夹角对传热膜系数的影响。结果表明,速度、温度梯度的大小,及两者夹角的余弦值均会影响传热效果,在三者的值都是最大的位置,其传热膜系数也最大。     

电场强化乙酸乙酯自然对流和沸腾换热的实验研究

对沉浸于强极性有机液体工质乙酸乙酯中的平板表面上的自然对流和沸腾换热的外加电场强化进行了实验,得出了自然对流和沸腾换热的表面传热系数、强化效果与电场电压、热通量的关系.实验数据表明,外加电场对平板表面自然对流换热的强化效果好于对沸腾换热的强化效果.实验条件下,当施加外电场时,平板表面的自然对流换热的传热系数最大可达到无外电场时的6～7倍,沸腾换热的传热系数最大可达到无外电场时的4～5倍.     

电场分布对R123沸腾换热的影响

采用6种不同电极布置方式,进行了不同电势和热流密度下的R123池沸腾换热的试验研究。通过数值分析,计算了不同电极布置下换热面上的电场强度及分布。不同的电极布置,会导致换热面上电场强度和电场均匀性两方面的变化。结合试验和电场分布的计算结果,分析了电场均匀性、电场强度、热流密度与沸腾换热效果之间的关系。结果表明,在低热流密度下,电场分布对沸腾换热影响较大;而在高热流密度下,影响较小。电水动力学（EHD）强化换热效果是电场强度和电场均匀性综合作用的结果。     

电极极性影响EHD强化沸腾传热的机理

The effects of electrode polarities on EHD enhancement boiling heat transfer were investigated theoretically and experimentally based on the analysis of electric field distribution affected by superheat boundary layer and charge injection. The results showed that electric field distribution was changed by the charge induced by temperature gradients in the superheat boundary layer, but the change was independent of electrode polarities. However, when electric charge injection occurred, the electrode applied positive high voltage might generate different characteristics of charge injection from that generated by applied negative high voltage. If the electric field on the surface of heat transfer increased due to charge injection, the augmentation effects would increase. The experiments demonstrated that positive high voltage gave larger enhancement factors than negative high voltage. The experimental phenomena could be interpreted well on the basis of charge injection characteristics.     

不同外径组合转子过渡区强化传热性能实验研究

以60%甘油水溶液为管程介质,对内置螺旋开槽两叶片转子换热管过渡区内的强化传热综合性能进行了实验研究。在雷诺数范围为2800～6200之间对光管性能进行了实验验证,以保证实验结果的可靠性。同时,对比分析了转子外径对其强化传热性能的影响,研究结果表明：内置转子强化管的努塞尔数Nu较光管约提高了60%～200%,阻力系数较光管约增大了16%～32%,综合评价因子PEC值介于1.56～2.79之间。此外,内置转子强化管的努塞尔数、阻力系数以及PEC值均随着转子外径的增大而增加,这是由于较大的转子外径使得转子具有更强的扰流与减薄边界层的作用。     

蒸发温度对水平正反齿压花齿型肋管池沸腾换热的影响

随着节能减排的大力推广,管外沸腾强化传热技术得到了广泛的研究和发展。设计建立了水平双侧强化管管外沸腾试验系统,以R134a为循环工质试验研究了不同热通量工况下,蒸发温度对正反齿压花齿型三维肋管池沸腾换热特性影响,并结合试验结果分析探讨了其理论描述方法。结果表明:蒸发传热系数随蒸发温度变化趋势线的斜率随热通量呈现非线性变化;在同一蒸发温度下,管表面传热系数均随热通量单调递增,但增长率随热通量增加而逐步降低;回归分析获得不同热通量下蒸发温度对正反齿压花齿型蒸发管表面传热系数影响的统一表达式;等热通量工况强化传热因子在热通量超过10kW·m^-2后升至2以上,在热通量接近20kW·m^-2时达到极大值2.588,但在热通量接近5kW·m^-2时接近1;蒸发温度及其与热通量合同对正反齿压花齿型蒸发管表面传热系数的作用机理与理论描述方法有待进一步深入研究。