H型鳍片管肋效率的计算与分析

介绍计算H型鳍片管肋效率的方法,即通过使用Fluent软件,对H型鳍片表面的温度场进行模拟,计算出鳍片表面各处温度与外界的换热量,从而得出肋片效率;比较了双H型与单H型鳍片管的肋效率,并分析了管外对流换热系数、导热系数、管内工质温度以及管外流体温度等因素对H型鳍片管省煤器肋效率的影响。结果表明:管外对流换热系数和导热系数对肋片效率的影响较大,管外温度和管内温度对肋片效率的影响较小,管外温度的影响最不明显,可以对H型鳍片管的换热计算提供参考。     

T型沸腾强化换热管传热性能的实验研究

对一种T型翅片内螺纹沸腾强化换热管进行换热性能实验研究,管外以制冷剂R134a为工质,管内以水为介质,在定热流密度(q=9 000 W/m2)与定水流速(v=1.5 m/s,v=2.6 m/s)的工况下得到一系列实验数据.利用Wilson图解法得到管内外的换热系数,并与理论光管计算值进行比较,得出T型翅片管管内外沸腾换...     

波纹形内翅片管对流换热实验研究及其应用

通过实验的方法研究了一种新型波纹形内翅片换热管的对流换热和阻力特性,建立了所测Re范围内对流换热和阻力实验关联式,并且在相同质量流量、相同泵功率、相同阻力降的条件下比较了该翅片管与普通光管之间的传热效果.与类似的波纹管的换热效果进行了比较,结果表明,新型波纹形内翅片换热管具有较好的换热效果,特别是在较低Re条件下,效果更加明显.     

管壳式换热器蓄热单元数值模拟与优化

相变材料导热系数低,导致相变蓄热装置无法快速地进行热量储存和释放,文中建立了翅片管和光管式相变蓄热单元的三维计算模型,采用数值模拟方法,从蓄热速率、蓄热量以及温度场等方面比较分析了翅片管和光管结构对储热性能的影响。结果表明:在光管外壁添加翅片可以缩短相变材料完全熔化以及整个蓄/放热过程所需时间;与采用光管结构相比,采用翅片换热管时,完全熔化时间缩短32%,完全放热时间缩短14.5%。可见,在一定条件下添加翅片有助于提高蓄热体的蓄放热性能,所得结论对实际工程中相变蓄热系统的设计和优化具有一定的参考价值。     

三维双侧水平强化管R245fa凝结换热性能试验

由于制冷剂R11和R123对臭氧层有破坏作用,为完成环保新工质R245fa对R11和R123的替代工作,对R245fa在内螺纹外斜翅片的三维双侧强化管外的凝结换热性能进行试验。数据处理过程中,采用Wilson图解法获得管内水侧对流换热系数及其计算关联式,再利用热阻分离法获得管外凝结换热系数。研究表明:试验中管内对流换热系数高于管外冷凝换热系数,所以管外侧的传热热阻是占据主导地位的传热热阻;相对于光管,R245fa在三维双侧强化管管内换热强化换热倍率为3.58,管外强化换热倍率为2.48;对实验数据进行拟合,得到管外换热系数的变化规律和凝结换热关联式。     

基于固体电蓄热系统的换热特性研究

基于1MW固体电蓄热的换热系统对其换热过程进行研究分析,从风机效率以及换热器本身结构上分析出热风最低换热温度为250～300℃;在进行换热器设计时为保证换热量,应以最高出风温度参数为基准;还基于1MW机组的换热器设计进行整体和参数化性能分析。此外针对翅片管换热器换热特性,分析其管间距、翅片高度、迎风面积及翅片节距对翅片管换热器换热面积以及出风压力的影响。     

光伏背板翅片散热器自然对流特性分析

聚光光伏等的快速发展都会面临散热问题,本文对翅片散热装置的散热特性作了相关分析。基于Fluent数值模拟软件,对矩形片状翅片散热器在定温加热、自然对流条件下的温度分布和速度分布进行了模拟;在温差50℃≥ΔT≥100℃、翅片高度140 mm≥H≥60 mm、翅片间距14 mm≥S≥6 mm范围内对翅片尺寸优化,得出翅片表面平均对流换热系数的变化趋势。结果表明,50~100℃内温差越大,对流换热系数越大;H取100 mm时,散热量最大,较H=80 mm时提高了32.15%;S取12 mm时散热量最大,较S=10 mm时提高了27.44%。     

汽油机燃烧过程中气缸内对流换热的数值模拟

本文对Morel的汽油机缸内对流换热模型进行了改进,把一维模型应用于燃烧过程的计算,可以体现汽油机燃烧时缸内温度、组分浓度和湍流的空间变化对对流换热的影响,得到燃烧时对流换热量随时间的变化和在缸内的径向分布情况.计算实例表明,面积平均的对流换热系数远大于Woschni公式得到的计算值,缸内热流量的变化与火焰面的位置有密切关系.应用本文的数值模拟方法,还可以预测发动机的几个参数改变时,对流换热量的相应变化情况.     

直条缝翅片管换热器传热与流动阻力性能研究

为了解翅片间距、翅片厚度、翅片材料和基管材料对直条缝翅片管换热器的传热和流阻性能的影响,以及获得通用的换热与流动阻力计算关联式,对一种直条缝翅片管换热器进行了实验研究。通过风洞试验台共进行了7个试件的试验,试验过程中管内水的进口温度和速度保持60℃和1.5 m/s不变,进风温度保持21℃,入口风速为1.5～4.5 m/s。结果表明：在管外空气侧雷诺数Re_a为2647～8143范围内,随着翅片间距的增大,对流换热系数先增大后减小,存在一个峰值;翅片间距对阻力的影响与管外空气侧雷诺数有关,当Re_a≤5 000时翅片间距越小摩擦系数越大,当Re_a>5 000时,翅片间距越小,摩擦系数越小;翅片厚度的增加会增加对流换热系数和摩擦系数;紫铜(T2)翅片的对流换热系数高于8011铝合金(AL8011)翅片,但摩擦系数较低;T2基管的对流换热系数最高,铁白铜(B10)基管次之,316L不锈钢(316L)基管最低;不同的基管材料对摩擦系数没有影响。     

小管径穿片式翅片管三种间距下的换热与阻力特性

对3种基管外径(10 mm)和管间距相同、翅片间距不同的穿片式空气-水换热器的换热与阻力特性进行了试验研究,翅片间距分别为1.0、1.6、1.9 mm.得出了不同翅片间距下的管外换热系数和流动阻力系数以及相应的计算关联式,利用评价指标对3种试件的综合换热性能进行了评价.结果表明:翅片间距对管外换热性能的影响很大;在选择具有合理翅化比的换热器的翅片间距时还需考虑经济性和紧凑度等方面的因素.     

深层埋管式能源桩换热性能影响因素分析

提出一种新型的能源桩换热管型式,即深层埋管式能源桩。利用Comsol Multiphysics建立三维方法模拟桩体-土体传热,一维方法模拟管内水动态传热传质的数值模型,考虑了土体温度随深度的变化,模拟出口水温随时间的变化规律并计算换热量,比较深层埋管式与传统的1-U型、1-W型能源桩的换热量,分析了桩径、桩体导热系数、桩体密度、桩体比热容等不同参数对新型深层埋管式能源桩换热量的影响。模拟结果表明：以运行50 h为例,深层埋管式的总体换热量比1-U型、1-W型分别高122%、54%;而对于单位管长换热量,深层埋管式比1-U型、1-W型分别高9%、50%,桩径从0.5 m增加到1 m,换热量增加14.3%;桩体导热系数从1.2 W/(m∙K) 增大至2.5 W/(m∙K),换热量增加9.6%;桩体密度从1 800 kg/m³增大到2 600 kg/m³,换热量增大0.8%;桩体比热容从637 J/(kg∙K) 增大到1 037 J/(kg∙K),换热量增大1.1%。因此深层埋管式的热性能优于传统1-U型和1-W型,在满足能源桩力学性能的前提下,为了提高深层埋管式能源桩换热性能,可以适当增大桩径。对于桩体材料的选择,应该选择导热系数较高的材料。密度和比热容对换热量的提升影响不大。     

直接空冷凝汽器翅片管积灰流动换热的数值研究

为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的流动换热特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管外不同积灰厚度的流动换热情况,得到了夏季工况翅片管4种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速的变化曲线,非线性拟合得到了摩擦系数、努赛尔数与雷诺数之间的关联式。利用性能评价指标PEC,对翅片管束积灰前后的流动换热性能进行了比较。结果表明:随着迎面风速的增加,积灰前后的管外对流换热系数,传热系数以及流动阻力逐渐增加;随着翅片管外积灰厚度的增加,对流换热系数、流动阻力以及摩擦系数变大,传热系数变小。     

不同材质花瓣形扁通道内翅换热管的实验研究

通过实验的方法研究了一种花瓣形扁通道内翅换热管的对流换热和阻力特性,拟合了所测Re范围内对流换热和阻力实验关联式,并运用相同质量流量、相同泵功率和相同阻力降这3种准则比较了采用不同材质时翅片管与普通光管之间的传热效果。结果表明,翅片材质对换热强化效果有较大影响,无论采用哪种材质,花瓣形扁通道内翅管均有较强的换热效果,特别是在低盅条件下,强化效果更加明显。     

大容量锅炉炉膛对流换热与水冷壁壁温计算

以某台1 000MW超超临界塔式锅炉作为研究对象,采用区域法建立了二维小区换热模型,简化了炉内辐射换热与对流换热,对不同锅炉负荷下对流换热量占炉膛高度方向各分区换热量、炉膛总换热量的比例以及沿炉膛宽度方向水冷壁壁温的分布进行了研究,并与实测数据进行了比较.结果表明:水冷壁壁温计算值与试验值的最大偏差率为5.26%,均呈现中间高、两端低的分布趋势;对流换热量最多可使壁温计算值提高16.7K,计算精度提高3.30%;计算所得的水冷壁壁温最高值为523.5℃,未超出材料的允许温度,且有4.8%的安全裕度.     

三维波纹板强化换热实验研究

对插入管内的三维波纹板、Z型带在高温低速换热条件下的强化换热进行了实验研究。除研究对流换热外,还尝试建立一种假想计算模型,将插入物对管壁的辐射换热量从总换热量中分离出来。计算得出:当气流平均温度为550K,R_e为2100时,辐射热占总热交换量的22％。补充和完善了通常的对流换热准则方程,并设计了三维波纹板。     

加涡产生器的管片式换热器换热与阻力特性的数值研究

通过数值模拟的方法,研究了小翼式涡产生器对错排圆管管片式换热芯子换热与阻力特性的影响,比较了光板与加涡产生器强化板芯的速度场、横向平均Nu数以及平均对流换热系数、阻力系数的变化规律,为进一步提高其换热性能、改进翅片结构、设计新型换热器提供了理论依据。     

集流槽宽度对同侧出入流水冷式油冷器翅片流动换热性能的影响

本文采用基于Navier-Stokes方程组对同侧出入流水冷式油冷器翅片中冷内却剂的流动情况进行了模拟，研究了翅片两端集流槽宽度对翅片流动换热性能的影响。结果表明，随着集流槽宽度的增加，翅片内部流动死区的面积逐渐减小，冷却剂的对流换热逐渐增强，翅片内部高温区中冷却液的温度逐渐降低；在翅片性能方面，随着集流槽宽度的增加，冷却剂在出、入口间的压降逐渐降低，平均对流换热系数逐渐增加，传热因子j与摩擦系数f之比逐渐增加，翅片综合性能逐渐提高。     

波节管纵向逆流换热性能的三维数值模拟研究

本文基于k-ε模型,针对波节管高效换热元件中纵向逆流换热的传热特性和阻力特性进行三维数值模拟研究。传热工质在管程和壳程分别为氦气和氮气,管束采用三角形布置。本文首先分析了不同波距及雷诺数下对换热量影响。为了体现高效换热元件比光管的优越性,随后分析了不同波距及雷诺数对Q/Q0(波节管与光管的换热量比)与Δp/Δp0(波节管与光管的压力降比)。最后得出结论,波距L的增加使高效换热元件的传热性能和阻力性能有所降低,但提高了其综合传热性能。雷诺数的增加会大幅提高换热量,但同时综合传热效率也大幅降低。     

纳米流体在内置扭带外螺纹管内的流动和换热特性

为了研究纳米流体在内置扭带外螺纹管内的流动与传热特性,在Re(雷诺数)为2 000~12 000的范围内,分别对质量分数为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%的Cu、Al、A1_2O3、Fe_2O_3、多壁碳纳米管和石墨纳米流体在内置扭带外螺纹管内的流动与对流换热特性进行了实验研究。实验结果表明:在相同Re下不同纳米流体都存在最佳浓度比0.5%,其中Cu-水纳米流体的换热性能最好但是摩擦阻力较大,石墨的换热性能和摩擦阻力方面的综合性能最好。内置扭带外螺纹管较光管在换热性能方面提高了50.32%,但摩擦阻力系数也相应增加。根据实验数据对热性能系数进行了综合分析,得到了石墨纳米流体内置扭带外螺纹管对流换热以及摩擦阻力系数关联式,其计算值和实验值有较好的吻合度。     

海拔高度对锅炉传热影响的理论分析

从现有的锅炉热力计算方法出发,分析推导了海拔高度的增加对锅炉炉内换热,对流放热系数,辐射放热系数和烟气物性的影响以及对锅炉总的换热量的影响,并指出了影响趋势。