内插螺旋立式上行管流场及传热性能的实验研究

通过粒子图像测速流场实验与传热实验相结合，研究了内插螺旋立式上行管的螺旋节距、丝径、中径比等结构参数在不同Re下对流场、阻力及传热性能的影响。结果表明，内插螺旋能够有效扰动和混合管内流体，使管内形成多个纵向旋涡的流体结构、增大管壁附近液体涡量，有利于强化传热。当Re相同时，管内平均流速v、Nu和综合换热性能PEC均随丝径增大而增大，随中径比减小而增大；随节距增大，3种参数均出现增大的趋势，节距大于20 mm后开始减小。管内流体的阻力f随丝径和节距增大而减小，随中径比增大而增大。综合比较，在较低Re时，节距p=20 mm、丝径e=1.6 mm、中径比D/d=0.75时综合传热效果最好。     

降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热实验研究

为有效解决降膜蒸发器加热管中传热效率与结垢问题，提出了一种降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热技术，强化管内插螺旋运动与管壁碰撞过程。实验研究内插螺旋的结构参数、螺旋往复行程，以及热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度等工艺参数对降膜蒸发过程传热性能影响。实验结果表明，此技术的除垢防垢性能及传热性能优于空管及单纯的内插螺旋性能，在螺旋外径d=30 mm、螺距f=45 mm、丝径e=1.8 mm、往复行程H=100 mm时，其传热系数分别是空管和单纯的内插螺旋的2.08和1.26倍。通过对管内蒸发侧传热系数进行分析，总结得到与热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度相关的降膜蒸发传热系数关联式。     

电厂凝汽器污垢自动清洗纽带的阻力特性研究

通过压力降试验，指出了自转清洗纽带开孔对流体阻力的影响并计算出了阻力系数，提出了奄厂凝汽器中自转清洗纽带开孔面积比率的建议。     

立式传热设备壳程流态化清洗技术

提出了分区切换送气形成正反方向交替的、内循环流动的三相流态化的在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了由40根32mm×3mm×2000mm传热管组成的大型立式试验台。采用色水法其不同深度的截面速度场进行试验观测。结果表明:一根布气管可以带动每侧的2~3排传热管区域的流态化清洗;清洗气体的压力为壳程液体静压的1.10倍。这种清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎不增加,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染。     

管内插偏重式螺旋轮自转及对流传热特性

针对换热管内污垢在线清洗的难题,提出了管内插偏重式螺旋轮自动防除垢技术。理论分析了螺旋轮获得的自转动力矩,并通过实验研究其自转特性;进一步对管内插偏重式螺旋轮的对流传热特性进行实验研究,对比分析偏重因素对传热强化性能的影响。结果表明:在一正一反交替连接时螺旋轮获得的自转速度最大,更有利于螺旋轮的旋转;传热温差为7℃时,管内插螺旋轮的总传热系数比内插螺旋线、内插扭带时分别提高22.2%和12%;传热温差为15℃时,内插不同偏重式螺旋轮的总传热系数与光管相比分别提高89%和112%,与内插普通螺旋轮的传热系数相比分别提高12%和25%,但相应的沿程阻力损失随之增加。考虑传热和阻力两方面因素,对上述管内插物的综合性能进行比较,结果显示内插偏重式螺旋轮的综合性能最好。     

液固流态化换热器结构改进及应用

在液固流态化换热器的结构基础上，提出了一种较合理的能可靠地循环流化的结构，并给出了两个成功的工业应用实例。     

换热设备螺旋流态化清洗粒子沉积试验研究

螺旋流态化自动清洗技术是螺旋钢丝与液固流态化有机结合,实现对其进行在线自动防除垢、强化传热的目的。运用旋液流态化技术设计模拟试验方案,提出在流态化粒子进入换热管部分采用截面向上逐渐减小的倾斜挡板结构,有效的解决流态化粒子在换热管内分布均匀问题。采用流量分别为8.8 m3/h、10 m3/h、12 m3/h进行试验,观察平均直径为3 mm的粒子在进口处的分布情况,测量各换热管的流动速度分布,优化换热管中流态化粒子均匀分布的管箱结构,流化态粒子的平均沉降速度为0.3~0.4 m/s,得到实现流态化粒子自然循环、在高速情况下的液固分离目的结构。     

立式水冷器冷却水量均布技术试验研究

分析了各传热管冷却水量分布不均匀对立式水冷器运行效率的影响，简要评述了企业常用的分布结构存在的问题及其原因，提出了池式均布筛板理论，并且进行了模拟试验和结构参数的优化研究。试验结果表明，均布技术的关键参数是筛板上的积水池深度达到125mm以上时冷却水分布的整体均匀度可以达到85％以上。可以满意地解决现在普遍存在的不均布问题。这种均布技术结构简单，设计方法也十分简便，可以很方便的推广应用。     

有齿塑料纽带强化清洗能力的实验研究

为了进一步提高自转塑料纽带的清洗能力，对有齿自转塑料纽带和无齿自转塑料纽带的清洗力矩进行了对比实验研究。研究结果表明：有齿自转塑料纽带的清洗力矩比无齿塑料纽带的清洗力矩可平均提高42％70％左右。其中，齿片的安装角α、β、齿高、齿距等结构参数对清洗力矩和纽带自转转速及纽带运转平稳性都有影响。     

新型铸钢冷却壁的传热学数值模拟

采用数值模拟的方法对新型铸钢冷却壁稳态温度场进行了数值模拟。计算结果表明：新型铸钢冷却壁肋板基本磨损后的炉役期内,即使在渣皮刚脱落时,其热面峰值温度值也在安全温度范围内;当热面粘结渣皮厚度为10mm时,其热面最高温度值只比铜冷却壁高28℃,并且渣皮愈厚相差愈小,趋于相同。