对Ⅴ型垂直沟槽管的冷凝传热的进一步分析与最佳P/H值的探讨

本文参照Ｇｒｅｇｏｒｉｇ关于沟槽管冷凝传热的概念和Ｎｕｓｓｅｌｔ的经典分析方法，对前文提出的模型做了改进，提出了新经验计算式。根据冷凝传热膜系数αｍ及传热面积Ａ随Ｐ／Ｈ值（Ｐ为沟槽间距，Ｈ为槽深）变化的特点，提出了“单位温差传热速率”ｋｓ（或称“有效面积传热系数”，ｋｓ＝αｍＡ），用以分析与计算Ｖ型沟槽管冷凝传热的方法，对九种不同Ｐ／Ｈ值的Ｖ型沟槽表面冷凝传热进行了计算与实验研究，证实了Ｖ型沟槽管的最住Ｐ／Ｈ值为２。     

带有疏液盘的V型垂直沟槽管的冷凝传热研究

本文在原来关于垂直降膜冷凝传热研究的基础上,为进一步强化冷凝传热,在V型垂直沟槽管上和光滑管上加装了倾斜式疏液盘,对流体力学与传热过程进行了理论与实验研完。对不同盘间距的沟槽管与光滑管进行了实验,探讨了最佳盘间距的问题。在模型与实验的基础上,提出了带盘沟槽管的冷凝传热计算式。计算与实验均表明,垂直冷凝表面加装疏液盘后,传热膜系数会有显著提高。     

内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模与优化（Ⅰ）——物？…

将内外螺旋三角翅片管（简称ＩＯＳＦ管）管外冷凝换热表面分成表面张力起主导作用的膜状流冷凝区和重力分量为主导的沟槽内的溪状流排液区,由此建立了这两个区域相应的数学方程,并进一步导出了联立求解两个区域流动与传热的耦合方程,实现了对ＩＯＳＦ管管冷凝和流动过程的准三维数值模拟,其数值计算结果具有较高的工程计算精度,为ＩＯＳＦ管及纵槽管的冷凝换热器在工程设计及结构参数优化提供了设计计算条件。     

内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模与优化(Ⅰ)——物理数学模型及数学处理方法

将内外螺旋三角翅片管（简称ＩＯＳＦ管）管外冷凝换热表面分成表面张力起主导作用的膜状流冷凝区和重力分量为主导的沟槽内的溪状流排液区,由此建立了这两个区域相应的数学方程,并进一步导出了联立求解两个区域流动与传热的耦合方程,实现了对ＩＯＳＦ管管外冷凝和流动过程的准三维数值模拟．其数值计算结果具有较高的工程计算精度,为ＩＯＳＦ管及纵槽管的冷凝换热器的工程设计及结构参数优化提供了设计计算条件．     

大量不凝性气体存在时不同润湿性传热管冷凝传热特性实验研究

为了提高大量不凝性气体存在时水蒸气的冷凝传热性能,实现对电力、化工、制冷等工业领域中余热的高效回收利用,基于水平管外冷凝传热实验系统,实验研究了氮气-水蒸气混合气体在不同润湿性光滑管和翅片管表面的润湿特性和冷凝传热特性。通过化学刻蚀与自组装方法对紫铜光滑管与翅片管表面进行疏水与超疏水改性处理,并且根据仿生原理,制备了亲水+疏水组合翅片管表面与亲水+超疏水组合翅片管表面。研究发现,当大量不凝性气体存在时,亲水+超疏水组合翅片管的冷凝传热特性最优,水蒸气体积分数对不同润湿性传热管的冷凝传热特性影响显著,并且随着水蒸气体积分数增大,超疏水翅片管和亲水+超疏水组合翅片表面的冷凝形式由珠状冷凝逐渐向膜状冷凝过渡。     

水平冷凝强化管传热性能实验数据处理方法

针对在大温差传热工况下,使用对数平均温差法确定相变传热管的传热性能时产生较大偏差、不能确切的反映实际的传热情况的不足,以及根据测实数据处理的实际需要,提出了一种基于局部热流密度、应用遗传算法来处理传热性能实验数据,从而确定冷凝强化管的传热性能的方法.并用此方法对一种双侧表面强化冷凝管的实验数据进行处理,获得了管内外对流换热关联式.     

纵槽管降膜蒸发传热性能研究

降膜蒸发是一种高效传热方式,本文以水为实验工质对纵槽管降膜蒸发传热性能进行了实验研究。在热通量q=13.2-56.52kW/㎡,液体周边进料流量 =0.419-1.112kg/m.s,传热温差△T=2.02-9.87℃下测量纵槽管传热系数,并与相同操作条件下的光管传热系数进行比较。结果表明：纵槽管强化传热效果在一定范围内随着管内雷诺数增大而增大;在热通量相同时,纵槽管的传热温差仅为光管的51%;纵槽管管外冷凝传热系数为光管的1.77倍,总传热系数为光管的2.14倍,强化效果显著。     

垂直半圆型沟槽管冷凝传热及有限元法求解

本文提出了一个半圆型垂直沟槽管冷凝传热的物理模型。应用这一模型简化了沟槽内冷凝液的Navier—stokes方程,用有限元法求出了沟槽内冷凝液的流速分布和流量。通过物料和热量衡算得到了流体力学和传热的基本关联式,提出了冷凝给热系数的计算方法。由实验确定膜厚系数n。由以上计算得到管顶到任一位置的平均给热系数和整个管的总平均给热系数。计算结果与实验值吻合较好。在本文条件下,半圆型沟糟管的平均给热系数是光滑管的2.5～6倍.说明半圆型垂直沟糟管在工业生产中是可以使用的。     

水平外螺纹槽管强化水蒸汽凝结换热的实验研究

本文介绍了真空及螺距、肋顶宽、肋顶角等对螺纹槽管强化水蒸汽管外凝结换热影响的实验研究结果,得出了适合于实验条件的计算凝结换热系数的经验公式.试验表明,螺纹槽管能有效地提高水蒸气的膜状凝结换热系数.     

多孔性金属薄层的泡核沸腾试验

对自制的多孔性金属薄层的泡核沸腾传热特性进行研究．试验采用单管沸腾装置，管内使水沸腾汽化，管外用电加热．在试验的温差下，多孔覆盖层表面的沸腾传热膜系数为光滑表面的２．２２倍，泡核沸腾起始温差从３．９℃降至２．１℃．作者还分析了多孔覆盖层表面强化沸腾传热的机理，并提出沸腾传热膜系数与温差关联式．     

不锈钢纵槽管降膜蒸发传热性能

降膜蒸发是一种高效传热方式。以水为实验工质,对不锈钢纵槽管降膜蒸发传热性能进行了实验研究。在热通量q=13.2~56.52 kW/m~2,液体周边进料流量Γ=0.419~1.112 kg/(m·s),传热温差ΔT=2.02~9.87℃下测量纵槽管传热系数;并与相同操作条件下的光管传热系数进行比较。结果表明:纵槽管强化传热效果在一定范围内随着管内雷诺数增大而增大;在热通量相同时,纵槽管的传热温差仅为光管的51%;纵槽管管外冷凝传热系数为光管的2.07倍,总传热系数为光管的1.73倍,强化效果显著。     

换热管传热过程的熵产分析

基于热力学第一、二定律对换热管由管内到管外的传热过程进行了熵产分析,以管内流体为基准引入了无因次熵产数并得到其计算式;讨论了管内流体雷诺数、管内外流雷诺数比值、无因次入口换热温差及无因次特征尺寸等参数对换热管传热过程不可逆性能的影响。结果表明,存在一最佳的管内流体雷诺数使无因次熵产数最小;无因次熵产数值随管外与管内流体雷诺数的比值的增大而单调递增,随无因次入口换热温差和无因次特征尺寸的增大亦近似成线性增大。结果和方法对进一步完善基本对流换热过程的热力学评价具有一定的意义,同时为换热管双侧强化传热时性能的评价提供理论基础。     

立管内蒸汽冷凝放热试验研究

本文对于大气压力附近向下流动的水蒸汽在立管内膜状冷凝时的试验数据进行了整理,并得到了局部和平均放热系数。试验在内径14mm,长1965mm的碳钢管内进行,蒸汽入口干度x_1=1,蒸汽出口干度x_2=0～0.209。试验中雷诺数范围为350～2611。试验结果给出了由层流区到过渡区的临界雷诺数为800。根据理论分析和试验数据,作者提出了层流区和过渡区内的局部及平均放热系数的半经验计算式。计算值和测量值之间的误差小于18%。本文与其他文献进行了比较。     

重力场中沟槽管和烧结管传热性能的实验研究

为了研究重力场中不同吸液芯微热管的传热性能,选用了沟槽式和烧结式两种吸液芯的热管为研究对象,实验测量了两者在不同重力倾角时的温差、热阻和极限功率。实验结果表明:重力倾角小于15°时,沟槽管和烧结管的传热性能受重力的影响很小,重力倾角大于15°时,沟槽管的温差和热阻上升较大,极限功率下降幅度达78%,而烧结管的温差和热阻上升很小,极限功率下降幅度为31%;重力倾角为-30°时,烧结管温差、热阻和极限功率均略有上升,沟槽管则温差、热阻上升,极限功率下降;在对不同工质的研究中,发现水比乙醇和丙酮在有重力影响下更适合作为热管工质。     

R_（113）在水平管环隙空间强化冷凝传热研究

本文研究了花瓣形翅片管（ＰＦ管）在水平套管之环形通道内强制对流冷凝的传热性能及传热强化机理．实验结果表明：Ｒ１１３在ＰＦ管外的冷凝给热系数是光滑管的１１～１８倍，通过分析实验结果及观察实验现象得知：由于ＰＦ管具有特珠的翅片结构，既能充分发挥冷凝液的表面张力作用，又能干扰气液两相流的流态，增加边界层的湍流，因而对强化套管环隙间冷凝具有明显效果。     

波槽管管外PTFE涂层滴状冷凝换热实验研究

波槽管是近期开发的一种强化管．为获得更好的传热效果，在波槽管管外敷设了聚四氟乙烯（PTFE）涂层，以得到滴状冷凝来改善管外换热状况．介绍了普通光管、波槽管、25μm涂层圆管、25μm和8μm涂层波槽管的凝结换热实验结果，并对其进行了分析．涂层圆管和涂层波槽管表面均得到了持续、良好的滴状冷凝，8μm涂层波槽管在略高于大气压的蒸汽环境中获得了最大的传热系数．     

带锯齿的翅片管及径向辐射状槽翅片管的冷凝传热实验报告

为究明带锯齿的翅片管强化冷凝传热的机理,试制了锯齿翅片管及径向辐射状槽翅片管,以氟利昂F-11为冷凝介质,对上述两种异形翅片管及光滑管进行水平冷凝传热实验.得知这两种异形翅片管的给热系数α,在相同的热流率q下,为光滑管的8～11倍,在相同的冷凝温差△T下,为5～8倍.是普通低螺纹翅片管的1.5～2倍.因而是很有推广价值的传热管.实验结果表明,锯齿翅片管能有效地强化冷凝传热,在于其锯齿扰乱了凝液在沟槽间的流动状况,使凝液从层流向湍流转化.因而α和△T关系不是成简单的线性关系.在低温差下(△T<2℃),凝液呈层流,α值较低.随着△T增大,凝液量增加,并逐渐向湍流转化,因而α值逐渐增大,直至到某一温差下有峰值点(湍流转化点).然后,由于凝液浸没的翅片面积增大,且翅片效率随热流率q增加而降低,故给热系数也随之降低.由于带径向辐射状槽的翅片管的翅片两侧加工有辐射状槽,故能更有效地扰乱凝液的流动,湍流更激烈,因而锯齿翅片管有更高的α值,并显示出更早的湍流转化点.研究了各几何参数对α的影响.翅片距p的影响最大,对氟利昂工质而言,更佳p值为0.6～0.7mm,并研究了p与湍流转化点的关系.翅片增高,α随之增大,但增大比率较小,且耗费材料增加,故适宜的翅片高度h为1.2～1.4mm.     

新型相分离冷凝器相变传热强化机理研究

该研究针对有机工质朗肯循环系统中的关键部件冷凝器,创新性地提出了流型调控的新概念,通过采用相分离概念,在冷凝管内插入柱状金属丝网,在毛细力的作用下,液体被自动吸入到金属网内,而气相在管内壁和金属网之间的环形间隙内流动,达到了流型调控的目的。该研究通过无相变空气-水两相流型调控实验和数值研究发现:(1)水平光滑管内的分层流,经过新型结构管后,液体被全部吸入金属丝网而导出,气体则全部保留在了环形间隙内;(2)水平光滑管内的间隙流,经过新型结构管后,部分液体被吸入金属丝网而导出,气泡则在环形间隙内转变为马鞍形,从而大大增大了气相与管内壁的接触面积,形成大面积薄液膜传热,同时气相被加速,强化了对流传热;(3)垂直光滑管内的间歇流,经过新型结构管后,由于丝网表面张力作用,气弹进入环隙区域,形成拉长的环形气弹,气弹与管内壁的接触面积变大,液膜厚度大幅减薄,同时气弹上升速度大幅提高,引起环隙区域和核心区域内的流体通过网孔面进行强烈的质量与动量的交换并在核心区域产生自维持脉动流,以上因素均有利用提高设备换热性能。该研究通过光管与内插丝网管的R123水平管内冷凝对比实验以及光管与内插铜粉烧结管的R245fa倾斜内冷凝对比实验研究,得出:不锈钢丝网管和铜粉烧结管均通过流型调控强化了管内冷凝,实验工况范围内,最大传热强化比达两倍以上,综合评价因子达到1.7。     

氟里昂12,113在水平肋管外冷凝放热的准则方程

R12和R113在四种国内常用的低肋管外冷凝放热的试验表明,目前所采用的计算α_0肋的公式,无论在定性或定量方面都与实验结果有很大出入。本文对其冷凝机理——表面张力作用作了分析,提出用两个无因次量β_σ和β_c予以表征。此外,考虑一个结构因子β_v。根据试验结果和相似理论,整理出氟里昂蒸汽在低肋管外冷凝放热的新的准则方程为■     

微重力下管内凝结换热性能的研究

为了预测失重条件下航天飞行器中冷凝器的传热性能，提出了一种研究微重力场中管内凝结换热过程的方法，建立了管内环状流域层流凝结换热的数理模型。改变重力加速度ｇ值进行仿真计算，随着ｇ值的减小，凝结液膜变厚，使凝结换热恶化，例如在相同冷却条件下，当进口蒸气Ｒｅ数为１０４时，ｇ＝０和ｇ＝９．８ｍ／ｓ２环境下的平均冷凝Ｎｕ将降低３０％。并以重力场中垂直管内凝结换热的实验结果对模型进行了间接的检验。给出了预测零重力环境中管内平均凝结换热系数的准则关联式，可供航天器热控系统的热分