螺旋折流板换热器热力设计方法及其实验校核

提出了用于螺旋折流板换热器壳侧阻力及换热性能预测的关联式,即通过一系列修正因子对流体掠过理想管束的阻力及换热关联式进行修正后获得具体换热器的阻力及换热性能参数,并基于Bell-Delaware方法,总结了用于螺旋折流板换热器的热力设计方法,该方法可用于螺旋折流板换热器的设计和校核。同时,选用一台螺旋折流板油冷器实际产品进行了实验测试,获得了其壳侧压降和总传热系数,并将测试获得的壳侧压降和总传热系数用于热力设计方法的校核,通过对比发现,所提出的热力设计方法可以基本满足工业设计的初步设计要求。     

入口收缩角度对旋风分离器分离性能的影响

入口收缩角度对旋风分离器内流场及分离性能有着重要影响,从而影响循环流化床(CFB)机组的运行性能。本文以临清三和280 t/h CFB锅炉的旋风分离器为例,采用数值模拟的方法对入口收缩角度a为14°、20°、25°、30°、34°这5种旋风分离器进行研究。结果表明:当烟气流量恒定时,入口收缩角度越大,切向速度越大,颗粒所受到的离心力也越大;轴向速度的下行流速度也越来越大而上行流速度越来越小;分离器的压降越来越高,而分离效率先逐渐升高后逐渐下降。进一步研究收缩角度和缩口速度对分离效率的影响,收缩角度和缩口速度都存在优化值,在本研究范围内,该型旋风分离器收缩角度和缩口速度的优化值分别为30°、20 m/s。     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

搭接量对螺旋折流板换热器壳程性能的影响

对螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究相同螺旋角时搭接量对壳程对流传热充分发展段流动与传热性能的影响。结果表明,随搭接量的增大,同流量下壳程传热系数与压降均增大,而同压降下的传热系数降低。连续搭接时,轴向速度沿壳体径向逐渐降低;交错搭接后,轴向速度在搭接点前后变化趋势不同,分布均匀性变差。三角区漏流的切向速度方向与主流相反,强化了中心区域传热;而搭接区漏流的切向速度方向与主流相同,会增大螺旋旁流,不利于传热。搭接量越大,换热管表面换热量沿径向的不均匀性越强。     

纵流换热器的换热性能及计算

纵流壳程换热器与传统的折流板换热器相比,不仅解决了管束振动等问题,还具有压降低及运行效率高等优点。目前,纵流壳程换热器已成为国内外学者重点研究的对象。通过分析和研究,总结了纵流换热器壳程传热及流动性能较佳的设计方案。同时,研究了某型纵流换热器的传热特性,可为纵流换热器的设计和应用,提供技术方面的参考。     

联合循环机组低压汽包内折流挡板流动加速腐蚀分析

针对某联合循环机组低压汽包折流挡板发生的流动加速腐蚀,从折流挡板材质、汽包运行温度、炉水处理工况、炉水流动状态等方面分析了导致腐蚀的原因,指出了汽包内部装置中其他部件发生流动加速腐蚀的可能性,提出了抑制低压汽包内部装置流动加速腐蚀的方法。     

国外中小型同步发电机发展概况(二)

4.旋转整流器试验英国 AEI 公司使用了一种特制的试验台,用以检验:(1)离心力对不同等级载流整流器的影响;(2)各种散热器的散热效果;(3)二极管发热;(4)二极管底座的电、热接触质量的影响;图5所示是400A 典型的试验曲线,曲线A 表示负载电流和周速对二极管管壳温升的影响。应用二极管的正向功率损耗和热阻特性就可得到外壳至结的内部温升曲线 B。外     

锅炉热态启动过程汽包瞬态应力有限元分析

为研究锅炉热态启动速度对汽包应力的影响,本文根据某电厂汽包实际结构尺寸,通过ANSYS软件建立了汽包有限元模型,结合运行规程中给定的热态启动曲线以及不同温升率的5条热态启动曲线,对汽包瞬态应力场进行研究。结果表明:热态启动过程中,最大机械应力和总应力的位置位于汽包与下降管接口的纵向截面内转角处;最大热应力的位置在与正常水位线相交的水冷壁上升管开孔处横向截面的内转角处;当温升率从2℃/min增加到5℃/min,热态启动速度对汽包在应力最危险点的机械应力最大值没有影响,而热应力最大值随温升率的增加而增加;启动后期,热应力不再起作用,总应力主要受机械应力影响,总应力最大值与机械应力最大值相同且不随热态启动速度的变化而改变,仅与汽包内压有关,可见汽包可承受比运行规程中给定的更快的锅炉启动速度。     

变速恒压混合励磁风力发电机的热分析

针对混合励磁风力发电机的结构、损耗分布、散热条件和运行状态复杂的特点,以一台100kW变速恒压混合励磁风力发电机为例,采用有限元法对发电机进行热计算,揭示不同运行状态(最大增磁、额定运行和最大去磁)下发电机的温升分布规律。分析电励磁电流零点设计对发电机励磁绕组铜耗和温升分布的影响,确定了电励磁电流零点设计原则;同时分析风速和散热面积对发电机温升的影响。对100kW混合励磁风力发电机样机进行温升实验,通过实验和计算结果的对比分析,验证了计算结果的正确性。     

超临界压力CO_2在倾斜光管内换热特性数值分析

对超临界压力下CO_2在内径为10mm、长度为2000mm的不同倾斜角度(a=0°、30°、45°、60°、90°)光管内向上流动传热特性进行数值模拟研究。采用超临界压力CO_2在垂直光管内向上流动传热实验数据,评估了AKN、YS、LS和AB 4种低雷诺数k-e湍流模型和SST k-w湍流模型预测超临界压力CO_2传热恶化和正常传热的能力,发现SST k-w模型可以获得较准确的计算结果。基于超临界流体在类临界点T=T_(pc)处发生类液–类气"相变"的角度,研究了圆管倾斜角度对超临界压力CO_2传热的影响,通过获取圆管内详细的温度分布、物性分布和速度分布等信息,分析了顶母线和底母线管壁温度产生差异的原因,重点讨论了倾斜圆管顶母线发生传热恶化和传热恢复的机理,确定了类气膜厚度和性质、湍动能k以及黏性底层厚度等是影响超临界CO_2传热过程中壁温分布的主要因素。     

R290冷媒2HP空调器制热量提高的试验研究

本文通过对R290冷媒热力性质分析,得出R290冷暖空调室外换热器设计时应减小压降。通过理论分析,得出在流程相同时,φ5管换热器压降是φ7管换热器的4倍,应当增加流路数来降低压降。并用EVAP-COND流程模拟软件验证并优化流程数,最后在R290冷媒充注量限定值范围内,在2HP冷暖系统上实现热冷比1.1倍。     

高压多组分合成气冷却器的数值模拟

合成气换热器是整体煤气化联合循环（integratedgasification combined cycle,IGCC）系统的重要组成部分,装有煤气冷却器的气化炉可对合成气的物理显热进行回收利用,提高IGCC系统效率。该文利用多孔介质模型对燃气冷却器中水与高压合成气之间的换热进行了模拟研究,将孔隙率、分布阻力、分布热源通过用户自定义函数耦合进FLUENT进行计算。并对比了不同的折流板布置方式对换热的影响。结果显示多孔介质模型可以很好地模拟燃气冷却器壳程流体的流动和换热;适当减少折流板数目可以有效降低壳程流体的压力降,并且对换热的影响不大。     

具有新型支撑结构换热器的工作特性与分析

在具有新型支撑结构的纵流壳程换热器内,布置有多个导流头支撑结构,使壳侧的换热介质形成周期性的引射流,可提高壳侧的传热系数。通过数值模拟,分析了换热单元内部流场及温度场的分布情况。依据不同锥角的导流头,分别计算了换热器的传热系数和压降。计算结果表明,当锥角取值在特定范围内时,可增强局部区域的换热效率,但增大了换热器的压降。所以,在兼顾换热效率的同时,应将压降维持在较低值。     

基于反旋流的密封气流激振抑制方法及结构参数设计

梳齿密封因其结构简单、方便维修及使用寿命长等特点被广泛应用于各类透平机械,反旋流装置可通过影响密封腔室内周向流动,减弱螺旋形效应引起的气流激振问题,提高密封系统稳定性。建立反旋流梳齿密封三维数值模型,计算分析不同结构参数下反旋流喷嘴对密封动力学特性影响。结果表明：反旋流喷嘴倾斜角度越小,系统阻尼越大、稳定性越高,当倾斜角度为30°时,有效阻尼为垂直角度入射时的4倍;反旋流喷嘴形状对密封动力特性及流动特性影响较小,2种喷嘴孔型交叉刚度均为负值且低频下二者交叉刚度差值约为5 k N/m、高频下约为1～2 k N/m;喷嘴数目越多,越能够抑制转子周向流动,利于系统稳定。     

轴向粗粉分离器分离性能的研究

为了研究粗粉分离器的分离性能,进行了改变挡板角度和改变风速的试验,分别得到了改变风速度和改变挡板角度的分离特性曲线。从两条曲线中可以得出粗粉分离器的分离效率、循环倍率、煤粉细度、压降等分离性能的变化关系。试验结果表明:风速对分离器的性能影响很大;挡板角度为40°～50°时分离性能较好。     

10kV铜铝绕组干式变压器温度场分析比较

本文笔者采用有限元法对630kVA/10kV铜铝绕组干式变压器建立三维对称流-固-热耦合模型，仿真计算了绕组和铁心的温度场分布，并分析不同负载率、不同环境温度、不同风速、突发短路对铜铝绕组干式变压器绕组温升和热点温升的影响。     

撞击预燃室煤粉燃烧器燃烧特性数值模拟

针对适用于劣质煤燃烧的新型撞击预燃室煤粉燃烧器,采用数值模拟的方法,研究其燃烧特性,得到了不同二次风进风角度和挡板角度下燃烧器流场分布、温度场分布、CO分布和NO分布。模拟研究表明,撞击预燃室燃烧器的煤粉燃烧分为两个阶段,在预燃室内第一阶段燃烧使风粉温度达到1300 K,这对劣质煤的稳定燃烧十分重要;挡板角度是影响预燃室内积灰的主要因素,挡板角度为45°时,挡板附近和预燃室内流场分布最合理。     

分体式真空锅炉汽液两相流动及压降特性实验研究

通过搭建可视化热态实验台,对分体式真空锅炉汽液两相流动及压降特性进行了研究。采用压差法对上升管处的质量含汽率进行测量,进而根据所测量的含汽率对锅筒内的不同压降进行计算分析。结果表明:下锅筒热负荷分布不均、上锅筒蒸汽空间压力波动及其引发的过冷沸腾、工质内部压力波动等均会对锅炉运行过程中的稳定性造成影响。在锅炉内部汽液两相压降中,重位压降是最主要的部分,约为其他形式压降的50~100倍。锅炉内部汽液两相压降、含汽率、循环质量流量以及传热系数等参数之间相互影响,密不可分。在实验结果与理论分析基础上提出了分体式真空锅炉的优化建议。     

折流杆换热器在发电厂的应用

以华能汕头发电厂的折流管闭式冷却器的改造为基础,在介绍折流板换热器缺点的基础上,分析了折流杆换热器的换热原理、结构和优点,认为改造后的折流杆换热器具有壳侧流动阻力小、传热系数高、无振动、不断管、安全性好等优点,是一种新型、高效的换热设备。     

柔直用压接型高压IGBT导通压降演化规律研究

MMC子模块中的高压功率器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)在长期运行工况下逐渐发生热老化,最终导致器件失效。因此,研究IGBT的状态监测技术对于MMC的可靠运行具有重要意义。目前的文献压接型IGBT导通压降演化规律研究较少,文中搭建了压接型IGBT功率循环试验平台,并在功率循环试验过程中同时监测得到不同热老化程度下的器件导通压降和门极电流,利用试验得到的结温与门极电流的线性关系将导通压降归一化到同一结温下,从而剥离结温对导通压降的影响。结果表明,导通压降随着热老化程度呈现上升的趋势,变化范围大致在10%以内。最后,将老化失效的两个IGBT解体,发现器件内部物理结构发生变化,芯片表面发现局部烧蚀甚至熔化。