熔盐-气体换热器传热性能的实验研究

利用搭建的熔盐换热器传热性能实验系统,对一台熔盐-气体换热器试件进行硝酸盐-空气、硝酸盐-氦气两组传热特性实验,并采用修正的威尔逊法分离相应的管程和壳程对流换热系数。实验分析表明:实验系统能够可靠地完成熔盐-气体换热器换热性能的测试实验;熔盐-气体换热器的传热性能受气侧传热能力的影响,采用传热能力强的气体介质和强化传热措施可提高熔盐-气体换热器的性能;Gnielinski公式同样适用于熔盐在光滑圆管内过渡和湍流流动传热的计算。     

螺旋管紧凑式换热器传热性能分析

数值模拟研究了紧凑式小管螺旋管换热器的流动换热特性.螺旋管换热器由35个单管(直管和弯管)构成,管外为空气冷却,管内流过不同温度的液体工质R141B.模拟结果表明,各单根螺旋管内外对流传热系数、温度分布和传热性能,主要受内外流体温度梯度、回流条件、外部空气流速和单根管的传热表面积等因素的影响.     

Numerical simulation of forced convective heat transfer of molten salt in tubes

熔融盐作为太阳能热发电中的重要的传热蓄热介质,其强制对流传热特性对如何强化对流传热和设计以熔融盐作为工质的换热器具有很重要的指导意义。建立了熔融盐-油套管式换热器内不同种类的熔融盐在不同工况下的强制对流传热模型,数值模拟并理论研究了管内熔融盐强制对流传热特性,提出数值模拟的熔融盐对流传热关联式;并将数值模拟结果与实验结果进行了对比。在此基础上分析了流速对管内熔融盐对流传热系数和热流密度的影响规律。结果表明在Re处于10000～60000的范围内数值模拟和实验结果具有较好的一致性。     

熔盐与亚临界汽/水在管壳换热器中传热特性实验研究

以太阳盐（Solar Salt）为工质，实验研究熔盐与过热蒸汽/亚临界水在管壳式换热器中的流动传热特性，并开展管侧及壳侧流量、入口温度、压强等参数对熔盐流动传热的敏感性研究。实验结果表明，熔盐入口温度对其传热规律影响较大。根据传热相似原理，获得熔盐与单相汽、水传热的修正关联式，其与实验值的最大偏差分别为±10%,-15%。     

板式换热器传热和阻力特性的实验研究

利用搭建的液-液型板式换热器试验平台,根据实验数据运用定性雷诺数法拟合出传热关联式,找出Nu与摩擦因子f之间的通用关系式,为板式换热器的设计计算提供了依据。运用传热量与功率的消耗比来评价板式换热器的性能,找出了影响其性能的主要因素,进一步澄清了单纯依靠提高流速来增加传热性能是不经济的。     

螺旋盘管式水-水换热器传热与流动特性实验研究

对螺旋盘管式换热器的特性及国内外研究状况进行了综述,对一种新型的螺旋盘管式水-水换热器进行了传热与流动特性实验研究。实验结果表明,传热系数随冷、热水流速的增加呈现先增加后明显趋缓的变化,存在比较经济的流速数值;实验拟合得到管外流体的对流换热准则关系式,并且得到了一定流速范围内管程和壳程流体压降与流速的关联式,为螺旋盘管换热器的研究及产品设计提供了参考与依据。     

竖排水平管表面LiNO3自然对流传热数值模拟

为了得到管排表面熔盐自然对流传热规律,采用数值模拟方法对封闭空间内竖直排列3种不同直径(4、8、12 mm)水平加热圆柱表面熔盐Li NO3的自然对流传热规律进行分析。结果表明,下部圆柱的自然对流传热规律均与单根圆柱表面传热一致,而上部圆柱表面传热则受下部圆柱的影响较大,且随着两圆柱间距的增大下部圆柱产生的羽流对上部圆柱产生两种相反的影响。当圆柱间距较小时,下部圆柱产生的热羽流会对上部圆柱起到预热的作用,使得圆柱与流体的局部温差减小,导致上部圆柱表面的努塞尔数NuU较小;而当两圆柱的间距较大时,下部圆柱的羽流流速对上部圆柱冲刷起到强迫对流的作用,使得上部圆柱的换热增强,NuU增大。随着圆柱直径的增加,顶部圆柱的对流传热在更小的管间距下达到稳定。该文拟合得到水平圆柱表面硝酸盐自然对流传热关联式,可为融盐蓄热中管排换热器设计提供依据。     

高熔点熔盐管内传热性能实验分析

搭建试验台研究高熔点熔盐在水平圆管的紊流传热特性,并分析圆管内局部传热规律。该试验雷诺数范围在(1.0～3.6)×10~4之间,普朗克数在4.75～8.00之间,根据实验数据并参考经典实验关联式,采用多元线性拟合熔盐平均传热努塞尔数实验关联式,其最大拟合误差为±10%;并将实验值与经典圆管紊流传热关联式以及低熔点熔盐传热实验关联式的计算值比较。结果表明:在工程允许范围内,部分经典对流传热关联式可描述熔盐管内传热特性;而低熔点熔盐传热实验关联式不适用于高熔点熔盐传热特性。     

螺旋管传热系数的研究

螺旋管传热器优越的结构和传热特性,使其在传热领域得到了广泛应用.采用实验方法对其对流传热系数进行了测定,并利用Fluent软件对螺旋管传热情况进行了模拟.结果表明,在设定的实验条件下,水-水螺旋管传热系数,自然对流情况下为350~550 W/(m2·K),强制对流(搅拌状态)下为400~650 W/(m2·K),所建立的Fluent软件模型能基本反映流场的实际情况,其计算结果与实验情况基本吻合.     

微细管壳式换热器传热性能分析

对微细管管壳式换热器的流动与传热性能进行了实验研究。根据实验获得的微细圆管换热器对流传热努谢尔特数准则式与流动阻力系数的准则式,分析了微细管管壳式换热器的传热流动综合性能,并与传统的管壳式换热器进行了分析对比。结果表明:微细管管壳式换热器传热流动综合传热性能是传统管壳式换热器的2到5倍,且在实验范围内随着雷诺数的增加而增加。     

熔盐横向冲刷过冷沸腾水传热特性实验研究

熔盐-汽水换热器性能直接影响塔式太阳能热电站的发电效率,以太阳盐为工质,实验研究了熔盐横掠冲刷管内过冷沸腾水传热特性,工况参数为：熔盐质量流速504～594 kg/(m²·s),熔盐温度350～560℃;管侧质量流速135～226 kg/(m²·s),入口温度260℃,热流密度65～465 k W/m²。研究影响熔盐换热器传热,特性的关键参数与次要参数,其中熔盐温度及水侧压力对传热特性影响较大。最后,将实验数据与文献中的关联式进行了对比分析。     

水平螺旋管式换热器的流热耦合传热特性研究

针对轴封式核主泵的水平螺旋管换热器复杂的结构特点和特殊的运行环境,采用流热耦合的数值模拟方法分析壳侧流体的流量和温度改变对换热器的流场和温度场的影响,探究换热器壳侧进口参数对换热器内流体流动换热特性的影响规律,并采用相关传热准则数分析换热器强化传热性能。结果表明:水平螺旋管流体受曲率的影响产生离心力,形成了有别于直管流动换热的二次流,速度分布呈内凹的圆弧状,会增强换热器传热效率;随壳侧流速的增加,流体的扰动程度加强,湍流程度提高,同时压力损失无明显变化,换热器传热性能增强;在既定结构和尺寸下,由换热器的传热性能曲线可知,壳侧流量和雷诺数的增加对强化螺旋管传热有显著影响。实际工程应用中可采用适当提高换热器的壳侧流量的方法来加强传热。     

一种板壳式换热器传热准则关系式的实验分析

基于板式换热器的研究成果,对板壳式换热器进行实验研究,利用等流速法求解传热准则关系式.通过控制冷流体、热流体流速相同,对1/1流程组合的板壳式换热器进行实验,并对比和分析实验数据.结果表明:利用板式换热器的经验值拟合得到的传热准则关系式在不同定性温度下并不相同;1/1流程组合板壳式换热器冷流体、热流体的传热准则关系式的参数均为定值,即系数为0.182 5,雷诺数指数为0.75,普朗特数指数为0.34;板壳式换热器的传热准则关系式与板程流程数无关,且与壳程1流程和2流程也无关,但与3流程和4流程则呈现出系数相关的结论,3流程和4流程的系数分别为1流程的0.82倍和0.68倍.     

Sensible heat storage in a single tank using molten salt and associated natural convection heat transfer

熔融盐双罐显热储热技术已较为成熟,但储热成本较高。为了降低储热成本,本文提出在储热罐内布置浸没式换热器实现熔盐单罐储热和释热新方法,分析了熔融盐单罐储热基本原理,在此基础上模拟分析了垂直布置交错排列两根水平圆柱表面熔融盐自然对流传热的规律。研究发现,为了增强管排表面自然对流传热,两根圆柱的垂直间距不宜过小,而水平间距不宜过大,这些研究结果为熔融盐单罐储热设计提供理论基础。     

板壳式换热器传热准则关系式的分析与实验研究

假设板壳式换热器为特殊板式换热器,介绍了板壳式换热器传热准则关系式的研究方法.分析比较了壁面温度测定法、等雷诺数法、威尔逊法和等流速法等的适用性,确定了利用等流速法来进行实验研究,并分别进行了测定实验和验证实验,测定实验控制进出口流速相同,验证实验控制热侧流速不变,改变冷侧流速,采用实验获得的数据拟合传热准则关系式,计算出传热系数的相对误差.结果表明:传热系数的相对误差小于5%,所得传热准则关系式是合理的,表明板式换热器的研究方法适用于板壳式换热器.     

熔融盐单罐显热储热基本原理及自然对流传热规律

熔融盐双罐显热储热技术已较为成熟,但储热成本较高。为了降低储热成本,本文提出在储热罐内布置浸没式换热器实现熔盐单罐储热和释热新方法,分析了熔融盐单罐储热基本原理,在此基础上模拟分析了垂直布置交错排列两根水平圆柱表面熔融盐自然对流传热的规律。研究发现,为了增强管排表面自然对流传热,两根圆柱的垂直间距不宜过小,而水平间距不宜过大,这些研究结果为熔融盐单罐储热设计提供理论基础。     

板壳式换热器流动与传热的数值模拟

基于计算流体力学方法对板壳式换热器内部流场进行模拟,建立了板壳式换热器流动及换热计算的模型,模拟了换热器内部流动和换热情况,分析了流道内温度场和压力场及流线的分布情况,对流体的流动和传热进行了详细的描述,分析了换热器内流体流动和传热特性,对实际工程具有一定的指导意义。     

导孔型板壳式换热器的研究与展望

本研究以导孔型板壳式换热器为对象,在综述国内外研究成果的基础上,详细论述了板壳式换热器的结构及其工作原理、板程与壳程的选择以及传热计算和压降计算的相关理论,提供了热力计算的具体步骤和相关公式,指出在设计计算过程中需要注意板片选型、污垢系数取值和误差控制等问题;介绍了板壳式换热器的性能测试方法、传热准则关系式的求解方法,总结了板片结构参数对流动与传热的影响,并分析了壳程入口处存在的物流分配不均匀现象;最后,对板壳式换热器的发展前景加以展望,指出一体化设计、成套化组装和集中智能控制将是板壳式换热器发展的重点方向。     

低雷诺数流动错位翅片传热和压降特性的实验研究

通过对油水板翅式换热器进行的性能试验，得到了低雷诺数流动下板翅式换热器翅片侧传热与阻力特性的数据，在此基础上获得了错位翅片传热因子与摩擦系数的准则关系式，传热因子和摩擦系数的最大计算误差分别为0．62％和1．44％。根据这些准则关系式提出了一个衡量翅片质量的经济系数。     

管芯式散热器传热与阻力特性试验研究

鉴于目前汽车管芯式散热器的研究较少，根据JB2293—78试验方法对其进行了传热与阻力试验研究。利用多参数优化拟合计算得出本次试验雷诺数范围内的管芯式散热器试件空气侧对流换热系数和阻力系数的准则关系式。试验结果表明：准则关系式关联精度较好；水管排数对该类型散热器试件换热性能和空气阻力具有较大的影响，四排管时散热器的换热性能最好。