新型锥形孔折流板管壳式换热器数值模拟研究

针对传统弓形折流板管壳式换热器存在换热死区以及横向管束振动大等问题,提出一种新型锥形孔折流板管壳式换热器,建立锥形孔折流板换热器物理模型,应用Fluent对其进行数值模拟,研究换热器壳侧流体不同流速对换热器流场与温度场的影响。并将其结果与传统弓形折流板换热器进行比较,结果表明:锥形孔折流板换热器壳侧流体对管道横向冲刷作用较小,且换热死区面积占比较传统弓形折流板换热器小,换热效果较弓形折流板换热器好。     

折流板开孔对管壳式换热器性能的影响

传统的弓形折流板换热器因其结构简单、安全可靠及适应性强等优点应用非常广泛,但是传统的弓形折流板换热器换热效率较低,壳程压力损失较大,容易结垢。因此,通过对弓形折流板结构进行改进以改善管壳式换热器的壳程流动传热状况,减小其能耗损失具有十分重大的工程意义。采用数值模拟的方法,对缺口高度为0.2 D的折流板进行开孔优化研究,对不同壳程进口流速下的普通弓形折流板换热器和折流板开孔换热器的壳程流场及温度场分别进行了数值模拟。在壳程进口流速相等的条件下,折流板开孔的换热器比普通弓形折流板换热器的换热效果好;壳程进口速度较低时,效果最明显。     

平行流换热器流量分配均匀性研究

单相流体的流动分配均匀性是影响平行流换热器性能的重要因素,也是两相流换热器研究的基础.提出一种16孔分流板结构,以水为工质,研究该分流板对流量分配均匀性的影响,并与无分流板换热器和12孔分流板换热器进行性能对比分析.结果表明:16孔分流板换热器的总流量分配不均匀度最小,流动分配均匀性达到最佳.16孔分流板换热器的总流量分配不均匀度分别比无分流板换热器和12孔分流板换热器减小76%~87.8%和10%~60%.当制冷剂流量为45~220 kg/h时,12孔分流板换热器的进出口压降比无分流板换热器增加8.3%~34.2%;而16孔分流板换热器的压降则只增加2.8%~12.4%.因此,16孔分流板的综合性能更好.     

球面弓形折流板换热器壳程流体流动与传热的数值模拟

为了改善普通弓形折流板换热器换热性能,提出了一种新型折流板换热器-球面弓形折流板换热器。建立曲率半径为0.75 D的球面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器数值分析模型,得到了壳程流体流场分布情况以及壳程压力降和传热系数。结果表明,在相同结构参数和进口流速条件下,球面弓形折流板换热器壳程压力降比普通弓形折流板换热器降低8%~11%,壳程传热系数比普通弓形折流板换热器降低1%~5%。     

折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析

利用计算流体动力学(CFD)技术对管壳式换热器弓形折流板附近流场进行了数值模拟,发现在弓形折流板背面,有部分区域的流速较低,一定程度上存在着流动死区.采用在弓形折流板上开孔的方法后,CFD计算结果显示其传热效率提高了5.4%,壳侧压降减小了7.3%.     

列管换热器涡流检测信号分析

对服役时间较长的换热器,管板或支撑板受到冲刷腐蚀、磨损等影响而产生变形,造成信号不规则,使管板或支撑板残余混频信号叠加在缺陷信号上,从而影响了缺陷信号的判别.通过对试验结果的分析,对影响利用涡流检测技术测试换热器缺陷的各种因素进行了剖析,并提出了有待于进一步改进的地方.     

折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析

利用计算流体动力学（CFD）技术对管壳式换热器弓形折流板附近流场进行了数值模拟，发现在弓形折流板背面，有部分区域的流速较低，一定程度上存在着流动死区．采用在弓形折流板上开孔的方法后，CFD计算结果显示其传热效率提高了5．4％，壳侧压降减小了7．3％．     

三角形布管方式下两种换热器传热与流阻性能研究

采用CFD数值模拟方法和折流板换热器、帘式折流片换热器周期性全截面计算模型,对两种换热器在正三角形布管方式下的传热系数、阻力、综合性能随Re数的变化情况进行了数值研究.研究结果表明,两种换热器对应的换热系数和壳程压力损失均随Re数的增加而增大,折流板换热器的传热系数大于帘式折流片换热器,约是帘式折流片的1.32倍,但其阻力大幅高于帘式折流片换热器,是帘式折流片换热器的2.4倍左右,两种换热器的综合性能均随Re数的增大而下降,帘式折流片换热器的α/ΔΡ几乎是折流板换热器的2倍,体现了帘式折流片换热器在保持较高的传热效果的情况下,具有显著的流动减阻性能.     

一种带状支撑的纵流壳程换热器热力特性分析

以纵流壳程换热器作为研究对象,对一种带状支撑纵流壳程换热器的壳程流体流动与传热特性进行了数值研究与分析.基于纵流壳程换热器的特性,建立了带状支撑结构的计算模型,对其流体流动与传热进行了数值计算,得到了壳程流场和温度分布等细观信息.对带状支撑换热器在不同几何参数及工况情况下的热力性能进行了综合分析,并将其特性与折流杆式支撑壳程特性进行了对比分析.研究表明,在相同的流动条件下,带状支撑结构壳程内,流体具有较强的湍动度,增大了的换热效果.     

变角度连续螺旋折流板换热器优化结构的数值研究

针对螺旋折流板换热器壳程进口螺旋流动未充分发展区域分布特点,提出了一种变角度螺旋折流板换热器模型,采用Realizable k-ε模型方程对两种折流板形式的换热器流动和传热特性进行了数值研究,并对换热器传热强化机理进行了分析.结果表明:变角度螺旋折流板换热器能够减小壳程进口螺旋流动未充分发展段长度,增加壳程整体螺旋流动强度和流体流动传热速度场与温度场的协同性,强化换热器传热.螺旋角为10°+20°和15°+25°的变角度螺旋折流板换热器较常规螺旋折流板换热器综合性能分别提高7.10%~7.54%和2.88%~4.05%.     

换热器结构发展综述及展望

主要介绍换热器200余年的发展历程,对不同结构换热器的产生及典型应用进行综述。重点阐述管壳式换热器、板式换热器、微结构换热器和印刷电路板换热器四种不同结构的换热器,及其为了实现强化传热所开展的相关几何参数优化和结构改进的发展工作。分析现有换热器结构设计中存在的问题与限制,总结换热器结构更新的具体建议和发展趋势。     

联供模式地下换热器温变及其热泵效能分析

在地下换热器G函数理论基础上,建立了地源热泵热力过程计算模型。研究了地下换热器和热泵运行的基本性能,及其单供和联供的主要差异。通过计算孔井壁面温度及地下换热器进、出口流体温度,对热泵能效比、能耗等热力参数进行了对比分析。以严寒地区和夏热冬冷地区为例,结合冷热负荷需求,研究了冷热单供与联供方式对地下换热器温变和热泵效能的影响作用。     

热管中冷器的传热与阻力特性

为了研究重力热管在车辆中冷器上的应用可行性,设计用于冷却高温增压空气的热管中冷器.选用水作为工作介质,在风洞实验台架上进行热管中冷器的传热和阻力性能实验.测试热管中冷器在不同冷侧空气流速、冷﹑热侧空气进口温差、热侧空气流量下的散热量和压力降,比较并分析测试结果.结果表明,热管中冷器具有良好的散热性能,在一定范围内可以满足高增压内燃机的散热要求.将实验结果与理论模型计算值进行比较,结果表明,实验值与理论计算值变化趋势吻合较好．     

回填料对地埋管换热器性能的影响

采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟。将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性。在此基础上。考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导。     

基于理论的相变储能换热器传热性能分析

在理论成功应用于常规换热器的基础上,将传递效率、耗散数及基于耗散的换热器热阻应用于相变储能换热器的传热性能分析中。定义广义耗散率并由此推导出相变储能换热器蓄热、放热及总过程的传递效率及其瞬时值。确定耗散数及基于耗散的换热器热阻计算中换热量的取法。选取一种相变储能装置作为分析对象,通过理论分析绘制各主要部分温度变化趋势,进一步简化得到硅油、水的出口温度表达式,作为算例分析基础。结果表明, 传递效率的应用范围最广,可用于计算相变储能换热器蓄热、放热及总过程的(瞬时)不可逆热损失,且评价结果与传热性能相符,瞬时传递效率随蓄热时间的增加先增大后不变再增大,随放热时间的增加先减小后不变再减小; 耗散数在蓄热过程和总过程中的评价结果与传递效率一致,瞬时耗散数随蓄热时间的增加先减小后不变再减小,然而在放热过程中的应用受限。基于耗散的换热器热阻的部分评价结果与实际不符,应用限制较大。蓄热过程及总过程中,当蓄热量、取热量与蓄、放热阶段时长同步变化时, 传递效率、耗散数与基于耗散的换热器热阻几乎无变化;当装置传热性能提高时, 传递效率增大, 耗散数减小,基于耗散的换热器热阻减小;放热过程中,设置参数的变化不影响装置传热性能, 传递效率基本无变化。     

螺旋折流板换热器的开发与研究(Ⅱ)——低粘度流体的中试研究

以新型的螺旋折流板换热器同普通的垂直折流板换热器,在水系统下进行了对比实验研究,并对实验数据进行了关联,得到了螺旋折流板换热器壳程对流传热系数的近似模型。实验结果表明,对水这样的低粘度流体,相同流量下单位压降的壳程对流传热系数,螺旋折流板约为普通折流板的２．４倍,显示螺旋折流板换热器是一种结构更加合理的新型换热设备,其优良的结构特点决定了其优良的传热性能,具有广阔的开发应用前景。     

离心机润滑油冷却换热系统的改造与设计

微型换热器的设计与工业生产有关,具体针对离心机的冷却换热系统提出三种核算万案,并重新设计微型换热器,可满足生产要求．