半水煤气直冷塔的计算与设计

为降低合成氨装置压缩机一段入口的半水煤气温度,设计了填料式直接冷却塔,用水作为冷却剂。介绍了直冷塔的设计计算过程,包括塔的选型,气液比的确定,空速、塔径、填料高度的计算,填料层压降、喷淋密度的核算,以及塔附件的设计等。生产运行结果表明,出塔半水煤气温度由原来的42℃下降到30℃以下。     

MINLP optimization of mechanical draft counter flow wet-cooling towers

In this paper, the problem of the optimal design of mechanical draft counter flow cooling towers that meets a set of specified constraints is formulated as a mixed-integer nonlinear programming (MINLP) problem. The Merkel's method is used to specify the characteristic dimensions of cooling towers, together with empirical correlations for the loss and overall mass transfer coefficients in the packing region of the tower. Water-to-air mass ratio, water mass flow rate, water inlet and outlet temperatures, operational temperature approach, type of packing, type of draft, height and area of the tower packing, total pressure drop of air flow, power consumption of the fan, and water consumption provide the set of optimization variables. The MINLP problem is formulated so as to minimize the total annual cost of the cooling tower. The performance of the proposed procedure is shown with the solution of six examples.     

Experimental study of the performance of a cooling tower used in a solar distiller

In this work, we investigated experimentally the thermal performance of a forced cooling tower used in a solar desalination system based on humidification-dehumidification of air. The cooling tower is a counter flow wet one filled with film packing materials.The measured variables were obtained for wide ranges of mass flow rates of air and water as well as for several inlet water temperatures; the tower characteristic and efficiency were then evaluated and expressed in terms of water to air mass flow rate ratio.     

循环冷却水系统中逆流湿式冷却塔的特性研究

以循环冷却水系统中的逆流式湿式冷却塔为研究对象,详细阐述了空气湿球温度、水流量和进塔水温对冷却塔热力学性能的影响。水温降低幅度越大,冷却塔冷却效能越好。结果表明:增加进口空气湿球温度或水与空气进料质量比,冷却塔冷却效能降低;水进口温度的变化对塔冷却效能影响较小;水与空气进料质量流量比高时,沿塔高显热交换潜力降低,质量流量比低时,沿塔高显热交换潜力增加。     

填料加盘管型闭式冷却塔的性能试验研究

通过设计和搭建填料加盘管型闭式冷却塔对其进行了性能测试。试验结果表明,对于结构和设计参数确定的填料加盘管型闭式冷却塔,空气湿球温度和空气流量对其冷却性能的影响最为显著,冷却水流量和进口温度则有较大影响,而喷淋密度在达到最佳值后对其冷却性能的影响基本保持不变,空气干球温度只有较小影响。由于填料的加入,填料加盘管型闭式冷却塔的最佳喷淋密度相对偏小,可以在0.025～0.035kg/(m·s)之间取值。     

国产BG-10型压延孔板波纹填料性能研究

用冷、热模实验研究了ＢＧ－１０型压延孔板波纹填料的流体力学和传质性能．得出 了计算其压降和泛点的关联式。并与孔板波纹填料（２５０ｙ）进行了对比，发现该填料 的性能优于２５０Ｙ孔板波纹填料。     

塑料花环填料的流体力学及传质性能研究

本实验用空气-水-氨体系,在内径为φ600 mm的塔中,对塑料花环填料进行了流体力学及传质特性的测试。结果表明花环填料通量大、压降低、在高液体负荷下具有极好的传质性能,而且耐腐蚀、不易堵塞。实验测定的塔填料因子和传质系数有设计参考意义。     

不同高度淋水填料的热力及阻力性能试验

通过对逆流式冷却塔淋水填料性能试验,给出了常用的PVC淋水填料不同组装高度的热力性能及阻力性能方程式,并结合工程实例对出塔水温进行计算。试验表明在自然通风冷却塔常用气水比工况条件下,填料高度增加0.5m,冷却数提高约25%,阻力约增加6Pa。     

翅片导流板填料应用于旋转填料床的特性

For an alcohol/water system and with fin baffle packing, continuous distillation experiments were carried out in a rotating packed bed (RPB) system at atmospheric pressure. The effects of the average high gravity factor (β), liquid reflux ratio (R) and feedstock flux (F) on the momentum transfer and mass transfer were investigated. The gas phase pressure drop of RPB increased with the average high gravity factor, liquid reflux ratio and feedstock flux, which was 13.55-64.37 Pa at β of 2.01-51.49, R of 1.0-2.5, and F of 8-24 L&;#8226;h－1 for a theoretical tray in the RPB with fin baffle packing. The investigation on the mass transfer in the RPB with different packings showed that the number of transfer units of RPB with a packing also increased with the average high gravity factor, reflux ratio and feedstock flux. It is found that the fin baffle packing (packing III) presents the best mass transfer performance and lowest pressure drop for the height equivalent to a theoretical plate (HETP), which is 6.59-9.84 mm.     

壁面润湿性对微细通道内R141b流动沸腾不稳定性的影响

为了探究壁面润湿性对制冷剂R141b流动沸腾不稳定性的影响，设计微细通道流动沸腾实验平台，制备3种不同润湿性的矩形微细通道，其壁面接触角分别为62.3°、接近0°和158.7°。以R141b为实验工质，在截面宽×高为1mm×2mm的矩形微细通道内进行流动沸腾换热实验，研究了沿程测点压力波动情况以及影响进出口总压降波动的因素，最后对总压降波动信号进行Hurst指数分析，结果表明：微细通道沿程测点波动方差最大的位置正处于沸腾起始点（ONB）附近，热流密度的减小以及质量通量的增大均会使沸腾起始点推后；进出口总压降波动受热流密度、质量通量和壁面润湿性的影响，相同工况下，热流密度增大和质量通量的减小都会引起系统不稳定性增强，超疏水表面微细通道的总压降波动方差均比其他两种表面的大，是波动方差最小的超亲水表面的1.35～1.84倍；利用Hurst指数分析，表明系统具有混沌现象，超疏水表面微细通道的Hurst指数最大，表现出更强烈的不稳定性。     

高热流条件下过冷沸腾流动阻力特性试验研究

过冷沸腾在高热流冷却场合得到了广泛的应用,如聚变堆偏滤器冷却、压水堆堆芯冷却。其中,过冷沸腾流动阻力是换热系统设计的关键内容之一。试验研究了高热流条件下竖直通道内水的过冷沸腾流动阻力特性,试验段为内径6 mm、长径比44.4的不锈钢圆管。试验参数范围：热通量7.5~12.5 MW/m²,质量流速6000~10000 kg/(m²?s）,系统压力3~5 MPa,进口流体温度80~200℃。分析了质量流速、热通量、压力、沸腾数、Jacob数等参数对阻力的影响。结果显示,过冷沸腾流动阻力随着热流及质量流速的增加而增加,随压力增加而减小。将试验数据与文献中的经验关联式作对比,结果表明各关联式的预测误差较大,主要归结于拟合参数及工作流体的差异。研究发现管径尺寸效应也是影响阻力的一个因素,为此在前期成果的基础上,提出了一个添加管径因素修正项的经验关联式,该关联式的预测误差在±18%范围内。     

多微通道内两相流动阻力特性及气泡行为

采用去离子水作为实验工质,对14条水力直径为187.5 μm的平行矩形微通道内两相流动阻力特性及气泡行为进行可视化实验。研究发现,当质量流速一定时,随着热通量增大,汽相逐渐增多,平行多微通道内压降相应增加;当热通量一定时,随着质量流速减小,压降出现先减小后增大的趋势,该曲线中的最低点被认为是静态流动不稳定性起始点（OFI点）。结合可视化图像并利用气泡动力学理论对4种不同的汽相行为特征进行分析,发现汽核受限、倒流等堵塞流道现象的出现导致系统阻力增大,压降增加。通过压降实验值与Kim & Mudawar关系式在不同质量流速下进行比较发现,Kim & Mudawar关系式仅能对本实验压降变化趋势进行预估,而无法对压降数值进行有效预测。     

湿空气在泡沫金属内析湿过程的换热与压降特性影响因素分析

实验研究了湿空气在泡沫金属内流动析湿过程的换热和压降特性,分析了不同因素的影响规律。研究结果表明:随着入口空气相对湿度的增大,凝结水增多,使泡沫金属的换热量和压降均增大;当入口相对湿度从50%增大到90%时,换热量和压降最大增加了67%和62%;随着入口空气温度的升高,泡沫金属换热量和压降增大;随着冷却水温度的升高,泡沫金属的换热量和压降均下降;随着孔密度的增大,压降增大,但由于受到凝结水影响,总换热量会先减小后略有增大;泡沫金属的迎风高度越大,总换热量和压降越大。     

孔板波纹填料的结构参数对其性能的影响

在内径Φ30 0mm的填料塔中研究了孔板波纹填料的结构参数对液相轴向混合特性、流体力学和传质性能的影响 .研究结果表明 ,轴向返混参数随开孔率、倾角的增加及盘高的减小而增加 ,填料层压降随开孔率、盘高的增加及倾角的减小而降低 ,传质单元高度随倾角的增加、盘高的减小而降低 ,开孔率对传质单元高度的影响有一个适宜值 .通过对实验数据的回归分析得出了轴向返混参数、填料层压降及传质单元高度的关联式 .该研究结果对孔板波纹填料的开发与设计具有参考价值     

风洞真空排气系统直接接触传热过程

某风洞真空排气系统在运行过程中,会产生大量含水蒸气的混合气体。为了提高排气效率降低能耗,本文引入冷凝塔工艺,采用直接接触换热冷凝方式使来流含水蒸气的混合气体降温冷凝。基于微元塔高传质模型,对进入冷凝塔的热流气体与冷却水直接接触换热过程分析,推导出传质系数数学方程表达式。结合实验数据考察了进气压力与冷凝降温排出气体中水蒸气含量的影响,并拟合得到一定温度下进气压力与该气体水蒸气含量的数学表达式;也考察了冷却水质量通量和气液比变化对传质系数、体积传热系数、出气温度的影响,在此基础上拟合得到针对风洞气流直接接触换热气液比与体积传热系数数学关系式,并计算出最优气液比。实验得出的规律对风洞气流的直接接触换热优化设计和应用起到了指导作用。     

中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔标准中几个参数的试验验证

通过试验,验证了GB7190.1-1997玻璃纤维增强塑料冷却塔第1部分:中小型玻璃纤维增强塑料冷却塔标准中湿球温度、进塔水温及相对湿度3个参数对冷却塔冷却效率的影响,试验数据表明,湿球温度、相对湿度及进塔水温对冷却塔的测试结果基本上没有影响;对冷却塔的进水温度的要求还可以适当放宽到31.5℃。     

大颗粒尿素造粒尾气冷却洗涤器技术应用进展

化肥厂尿素车间造粒工段不可避免地会产生含尿素粉尘的气体,尤其是在大颗粒尿素的造粒过程中会产生温度及尿素粉尘浓度都较高的气体,生产中需要将这些粉尘捕集回收利用,以增加经济效益和避免环境污染。本文指出,根据尿素水溶性好的特点,国内外一般都采用湿法捕集技术,其核心装置就是尿素尾气冷却洗涤器。通过该系统对尿素造粒产生的尾气进行冷却洗涤处理后排放大气,同时回收尿素粉尘。文中简述了尿素尾气冷却洗涤装置发展经历的不同阶段,包括最初的散堆填料塔、塔盘和喷头组合、规整填料和MD塔盘复合结构、气液并流式冷却洗涤器和隔壁塔型气液混流式冷却洗涤器。指出气液并流式冷却洗涤器与传统的逆流吸收塔相比,操作不会产生液泛,气速范围大,处理能力高,排放更加环保化,同等条件下投资降低40%,系统压力降降低50%以上,风机功率降低,节省了操作费用,近些年来已被国内多数厂家采用。     

Analysis of filling,packing, and cooling stages in injection molding of disk cavities

This research tried to simulate three stages of injection molding cycles (filling, packing, and cooling) for polypropylene. The cavity used was a center-grated disk-shaped mold. During the filling stage, we assumed the polymer fluid obeyed the CEF equation and flowed nonisothermally. The packing stage was represented by isothermal flow of Newtonian fluid, and, during cooling stage, we took into account the effect of pressure drop on the energy balance. By finite difference method, we could solve the partial differential equations numerically. The results showed. (1) Elastic effect was not significant at the filling stage. (2) Pressure buildup in the cavity was very quick at the packing stage. (3) At the cooling stage, temperatures predicted by taking into account pressure drop were lower than those without considering pressure drop. In addition, the influences of mold temperature, flow rate, and inlet melt temperature on the three stages of injection molding process were discussed.     

复杂冷却循环水系统的建模与优化

建立了新的复杂冷却循环水系统的费用模型。利用优化软件GAMS求解了各冷却塔的最佳进出塔水温、用户进出水温、分配系数、循环水量、风量和循环水泵及风机功率等参数。通过工程实例验证了其可行性,并将其与原模型相比较。结果表明,新模型的操作费用减少了13%左右。因此,当处理复杂循环水系统时,应选取新模型。     

微槽道内流动沸腾的流阻特性研究

研究了去离子水在3种规格矩形微槽内竖直向上流动沸腾的流阻特性,着重考察了出口干度、质量流速、进口过冷度和微槽尺寸对沸腾流动压降的影响.试验结果表明,两相摩擦压降随出口干度增大而增大,在相同出口干度下,入口质量流速越大摩擦压降越大,摩擦压降与入口过冷度无关;随着微槽道尺寸减小,摩擦压降增大.