双管程热交换器强化传热研究

研发一种双管程热交换器(液/液),以强化传热技术为基础,从换热温度、流体流速、蒸发量和最小换热温差4个方面进行协同优化设计。通过相变优化、驻点优化技术,该换热器换热能力可提高30%,同时增强了抗堵塞和耐腐蚀能力。     

基于前馈-自抗扰算法的换热器动态试验温度控制研究

为了使换热器试验测控系统满足动态换热试验中对温度控制的要求,分析了试验系统中被控温度对象动态模型,设计了前馈-自抗扰温度控制算法。动态换热试验对象为管壳式换热器,试验过程管程流体为强迫对流换热,壳程流体自然对流换热,同时管程流体循环利用,要求控制管程入口温度稳定。控制算法全面利用模型信息,将壳程温度作为管程温度控制中的干扰,为其设计前馈补偿,同时设计自抗扰控制算法,处理模型偏差问题。利用AMESim软件搭建系统模型,在Simulink中设计控制算法,进行了AMESim/Simulink联合仿真,通过对比多种控制算法,验证了在壳程温度变化干扰的换热过程中,使用前馈-自抗扰控制算法能够使管程入口温度波动更小,更快达到稳定。     

核电厂热交换器壳程流场数值模拟

核级热交换器是核电厂的重要设备。在热交换器的设计研究中,数值模拟研究方法可以比较直观地获得热交换器内部的细节信息,因而成为继实验和解析之后的又一有效研究手段。管壳式热交换器是水水换热设备的主要结构形式,其壳程几何结构复杂,采用数值模拟方法对其进行整体模拟在目前条件下十分困难。根据管壳式热交换器的结构特点提出了周期性全截面3D数值模拟方法,并应用该方法对某试验用双流程单弓形热交换器的壳程流场进行了数值模拟。模拟结果可以较好地反映热交换器壳程的流动与传热。计算表明单元周期性换热段传热比较均匀,折流板的使用对于换热有强化作用,弓形折流板是壳程阻力的主要来源。     

多管程微通道冷凝器热力性能计算方法

多管程平行流微通道冷凝器的管程设计方案对换热器管内热力性能影响较大。但目前一直尚未有对其管内换热系数和压降进行理论预测的较为简单可行方法。本文针对各管程工质流量可变,平均干度可变的多管程平行流冷凝器管内热力参数提出一种分程计算方法：在假设管壁温度不变及同管程内流量均匀分配的前提下,采用了Koyama与Wang冷凝换热模型,以及Zhang和Koyama提出的摩擦压降模型,建立了壁温与热流量之间的关系式,通过迭代求得管内平均换热系数和压降的理论值。以一个商用R134a、流程分配为12-8-8-6微通道冷凝器作为示例,用理论和实验方法分别得到了其管内冷凝平均换热系数和压降。结果表明,二者的偏差均落在30%以内。其中Koyama和Zhang 提出的模型预测偏差较小,分别为-4.96%~11.31%,0.42%~25.14%。     

电站给水加热器传热的强化

对螺旋槽管凝结加热器进行了实验室试验，得到凝结条件下螺旋槽管管程对流换热、壳程凝结换热准则方程及管程流动阻力数学式，并介绍了这些实验室试验成果应用到电站低压凝结加热器上取得的满意效果。     

高温低氧燃烧技术的关键设备--蜂窝状蓄热式热交换器的优化设计

讨论了高温空气燃烧技术的优势,即预热空气的节能效果及低NOx生成特性;而高效热交换器是高温低氧空气燃烧技术的一个关键,计算了空气、烟气在其关键设备——蜂窝状蓄热式热交换器中的换热系数、阻力及总传热系数,证实了其在热能回收利用方面的优越性。     

基于翅片管式热交换器的优化设计研究

以一种特定管翅式热交换器的翅片形式为研究对象,提出了一种针对翅片结构的优化换热方法。该方法主要针对翅片侧换热系数和整体传热随翅片结构改变的变化规律,并采用传热系数和压降相结合的评价方法,针对管翅式热交换器的翅片高度、翅片厚度及翅片间距进行优化。经计算得出了热交换器的总传热系数在控制单一变量或多个变量下的最优值范围。     

Yong效率分析在热交换器中的应用

人们在设计热交换器和分析热交换器的热性能时通常采用能量平衡的方法。该文利用Ｙｏｎｇ效率分析热交换器的热性能,并在此基础上给出了热交换器的Ｙｏｎｇ效率与其热负荷、换热直径以及冷、热流体流速的关系。     

效率分析在热交换器中的应用

人们在设计热交换器和分析热交换器的热性能时通常采用能量平衡的方法。该文利用效率分析热交换器的热性能，并在此基础上给出了热交换器的效率与其热负荷、换热管直径以及冷、热流体流速的关系。图５参８     

水垢对管壳式冷凝器传热影响的定量化研究

为了定量化表征水垢对管壳式冷凝器传热的影响,采用ANSYS软件的热分析模块,考虑管内强制对流换热、管外冷凝换热,充分考虑水垢对传热的影响,建立管壳式冷凝器管程的轴对称传热的有限元模型。运用此有限元模型分析水垢厚度对管程传热的影响,结果表明:水垢越厚,管的传热能力越小,水垢厚度为1mm的热效率仅为无垢时的39%,因此,有效地清除水垢可显著提高热效率。     

多管型套管式换热器传热与流阻性能试验研究

多管型套管式换热器是在大尺寸外管的内部布置多根内管所构成的换热设备 ,与单根内管的套管式换热器相比 ,流量大幅增加 ,选用螺纹内管和管间折流板可以强化传热。对于多管型套管式换热器的传热性能试验 ,采用修正威尔逊法进行试验计算 ,得出了两种多管型套管式换热器的传热与流动阻力性能试验结果。     

塔式太阳能电站熔盐换热器设计发展概述

熔盐换热器作为塔式太阳能熔盐储热发电系统中的一个重要设备,随着太阳能储热发电技术的发展,产生了各种不同形式的设计。从熔盐物性特点和太阳能储热发电技术特点的角度出发,对熔盐换热器设计要点进行了阐述。并通过归纳总结新型换热器技术在熔盐换热器上的应用,来展望熔盐换热器技术的发展趋势。     

结构参数对电厂翅片管散热器动态特性的影响

散热器经常处于变化的工作条件中,研究散热器的动态特性有助于改善间接空冷系统的安全和经济运行,而散热器的结构参数会影响其动态特性。根据能量守恒建立了散热器空气、管壁和循环水的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对偏微分方程组进行求解。以迎面风速阶跃变化为典型工况,研究了换热面积、换热系数和工质体积对散热器动态特性的影响。结果如下:当空气侧换热面积增加时,散热器换热量增大,两个稳态之间的空气出口温度差值不变,循环水出口温度差值增加,空气侧响应时间增加,循环水侧响应时间不变。当循环水侧换热面积增加时,散热器换热量增大,两个稳态之间的空气和循环水出口温度差值不变,空气侧和循环水侧的响应时间也不变。换热系数变化时,散热器动态过程的变化规律与换热面积变化时类似。空气侧工质体积变化对散热器动态特性没有影响。循环水侧工质体积增大会使得动态响应时间变长。     

壳管式海水换热器污垢状况的火用评价方法研究

分析了壳管式海水换热器管程结垢后换热强度及流动压降变化对换热器火用损失的影响,提出了一种利用(火用)损失系数评价换热器污垢状况的方法.该方法比通过检测污垢热阻评价换热器污垢状况的方法更全面,更简捷.     

纵向翅片管传热计算研究与工业应用

主要研究了纵向翅片管的传热计算流程及工程应用.根据纵向翅片管的基本传热机理,系统深入地总结了纵向翅片管在不同传热条件下换热系数的计算方法,提出了纵向翅片管换热器的设计流程;通过具体工程实例,纵向翅片管换热器的设计理论得到验证,同时计算结果表明,与传统的光管相比,纵向翅片管传热系数高,设备传热性能好,是一种行之有效的节能...     

Heat transfer and pressure drop performance of twisted oval tube heat exchanger

Twisted oval tube heat exchanger is a type of heat exchanger that aims at improving the heat transfer coefficient of the tube side and also decreasing the pressure drop of the shell side. In the present work, tube side and shell side heat transfer and pressure drop performances of a twisted oval tube heat exchanger has been experimentally studied. The tube side study shows that the tube side heat transfer coefficient and pressure drop in a twisted oval tube are both higher than in a smooth round tube. The shell side study shows that the lower the modified Froude number Fr_M, the higher the shell side heat transfer coefficient and pressure drop. In order to comparatively analyze its shell side performance of the heat exchanger, a rod baffle heat exchanger with similar size of the twisted oval tube heat exchanger is designed and its performance is calculated with Gentry's method. The comparative study shows that the heat transfer coefficient of the twisted oval tube heat exchanger is higher and the pressure drop is lower than the rod baffle heat exchanger. In order to evaluate the overall performance of the twisted oval tube heat exchanger, a performance evaluation criterion considering both the tube side and shell side performance of a heat exchanger is proposed and applied. The analyze of the overall performance of the twisted oval tube shows that the twisted oval tube heat exchangers works more effective at low tube side flow rate and high shell side flow rate.     

三叶膨胀管换热器壳程强化传热的数值研究

三叶膨胀管是一种新型强化传热管,针对纵向流换热器特点,设计了三种不同管束结构参数的三叶膨胀管自支撑纵向流换热器。应用FLUENT软件及Realizable k-ε湍流模型,对三种不同结构参数的三叶膨胀管换热器壳程强化传热特性展开了数值模拟,并通过与实验数据的对比,验证了计算模型的可靠性。计算了不同壳程介质流速下,三叶膨胀管换热器壳程的换热系数与压降值,并获得了壳程流体流线以及相应的温度场、速度场和二次流分布图。结果发现,在壳程水流速一致的情况下,管束横向间距越大的三叶膨胀管换热器,壳程拥有更高的综合换热性能和更低的压降值,但相应地,换热系数也更低。流场分析显示,壳程流体流线呈现出三维纵向旋流形态,二次流的出现改变了速度场和温度场分布,二次流的强度随着管束横向间距的减小而增大。     

换热技术从大型化向微小化的发展

在分析传统换热器结构特点的基础上,具体分析了目前常用紧凑式换热器的结构、性能及应用情况,阐述了微型化学（化工）机械系统的发展及应用情况。以氨冷器为例,分别进行了板翅式换热器和另一种高效的小型换热装置——热管换热器的设计,表明板翅式换热器具有更加高效的换热效率和紧凑的结构,由此综合说明了换热技术从大型化向紧凑化、微小化发展的必然趋势。进一步以典型的微型化换热器装置——微通道换热器、微通道蒸发器和微通道加热器为例,具体分析了微型换热技术广阔的应用前号。     

蒸发冷却板式换热器的传热与阻力实验研究

通过对板式换热器传热的理论分析和在干工况、喷淋工况下的实验研究,得出板式换热器在喷淋情形下空气侧喷淋水量对强化对流传热系数的影响关系,进而拟合出喷淋情形下空气侧的对流传热系数的关联式。同时为了综合考虑由于喷淋造成的换热器性能的变化,还对喷淋前后空气侧的阻力变化进行了测试分析。     

自激振荡管壳式换热器强化传热的可行性分析

脉动流体能够使管壳式换热器换热系数得到提高,而自激振荡腔在一定的结构参数和运行参数下能够使流体产生脉动。在管壳式换热器前安装自激振荡腔,使流体流经自激振荡腔产生脉动流动,从而实现管壳式换热器的强化传热。分析了将自激振荡腔用于管壳式换热器强化传热可行性。