核电系统综合换热虚拟仿真实验的建设与实施

随着科学技术的发展,核动力技术正日趋成熟,但由于核电站装机容量大、结构系统复杂,运行于高温高压的极端工况,反应堆芯积累着大量放射性物质并且有迅速释放的可能,特殊的核安全问题仍然存在。为使学生掌握核电系统综合换热原理,建立核电系统安全运行观念,文章在分析传统核电系统综合换热实验特点及局限性的基础上,介绍了基于三维虚拟仿真技术建设的压水堆核电站系统综合换热虚拟仿真实验,并从实验设计原则、教学目的、实验原理、考核要求、实施效果等方面对该实验的实施进行了详细的介绍。     

316L板翅结构钎焊接头力学性能试验

采用高温短时拉伸试验和相应数学模型分析研究了316L T形钎焊接头的力学性能.使用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）分析了失效钎焊接头裂纹尖端和焊缝区域的微观组织及性能，进一步探讨了板翅钎焊结构的失效机理.结果表明，基于T形板试样的高温拉伸载荷位移曲线能较好地反映焊缝的起裂和裂纹扩展过程，1~2 mm/min为合理的试验加载速率取值范围；钎焊过程中焊缝区会出现明显的铁元素富集现象，为板翅结构高温失效的主要诱因.     

新型高效冷冻脱水器的设计研究

传统冷冻脱水器通常为折流板换热器,由于要满足结冰要求,换热管管径一般比较大,传热效果差,不能有效脱水。冷冻脱水器的热阻主要在管程气体侧,新型高效冷冻脱水器使用变截面强化传热管代替光滑圆管,换热管扭曲段可以使流体沿螺旋线流动,形成强烈扰流,破坏边界层,提高传热效率;管内气体中的凝结水由于密度大,在气流离心力作用下,会迅速甩向管壁,凝固成冰,提高冷冻脱水效果。壳程省去折流板结构,流体流动由错流变为纵流,降低系统功耗,且节省材料,降低成本。     

换热器的技术经济评价

在综合考虑原材料购置、设备磨损、电力消耗等相关因素的基础上,提出了采用总投资费用法,运行成本费用法,年计算费用法,费用现值与费用年值法等4种方法对多种换热器投资方案进行分析,便于对不同选型方案进行经济性分析,以达到技术上可行、经济上合理的目标.     

降膜蒸发器的研究进展

降膜蒸发器广泛应用在现代工业的各个领域,其优化设计和高效应用对于节能和环保具有重要意义。本文分析了降膜蒸发器基本原理及特点,综述了国内外降膜蒸发器流动与传热特性、布膜及强化传热的研究情况,在此基础上,将扭曲扁管强化传热技术引入降膜蒸发器,并对降膜蒸发器的进一步研究指出方向。     

以设计为中心的虚拟制造技术及在化工过程装备中的应用

简述了虚拟制造技术的内涵、关键技术及应用现状。在分析化工过程装备特点基础上 ,对过程装备虚拟制造技术平台的体系结构进行了探讨 ,以典型过程装备螺旋片导流式气液分离器为例 ,对其数字化建模方法、数值仿真技术、虚拟设计和制造环境进行了研究。初步结果表明 :以设计为中心的虚拟制造技术的应用 ,可以有效地减少产品开发的时间和成本 ,提高产品质量     

孔板结构换热器传热与阻力性能的数值模拟

基于周期性全截面模型及RNG k-ε湍流模型,运用计算流体力学软件FLUENT对不同孔板结构换热器壳程流体流动以及传热性能进行了数值模拟分析,并通过文献试验数据验证了该数值模拟方法的可行性和准确性。在此基础上,对比分析了三叶孔、四叶孔、五叶孔、大圆孔、小圆孔等5种孔板结构的传热与阻力性能,探讨了支撑板等结构参数对其传热与阻力性能的影响,进一步采用场协同原理探讨了孔板换热器的强化传热机理。研究结果表明：采用RNG k-ε湍流模型以及周期性全截面模型可较为准确地模拟孔板换热器壳程流体流动情况;5种模型中五叶孔换热器的传热特性最好但阻力最大,小圆孔的传热效果最差但阻力最小;随着支撑板间距以及开孔高度的增加,换热器壳程的传热系数和压力降均逐渐降低;在支撑板后,速度矢量与温度梯度之间的夹角波动幅度变化剧烈,起到了强化壳程传热的效果;其中五叶孔板的场协同角波动幅度最大,强化传热效果最好。     

紧凑式热交换器设计选型的多级模糊优选决策分析

热交换器是过程机械的典型产品,是工艺过程中的关键设备之一,在现代工程中占有重要的地位。随着能源问题的日渐突显,节能降耗成为工业生产的重要目标,研制适用于不同工况要求的高效能换热设备已成为当前发展节能技术的关键,相应的设计方法和软件亟待开发。基于技术性能与经济性能综合考虑的思想,采用模糊优选理论中的模糊综合评价法和模糊物元分析法,针对紧凑式热交换器半结构性的特点,利用优选关系对比法进行了量化并建立了三级模糊优化选型,得到了较为理想的结果。     

折流板切口方向对管壳式换热器传热性能影响

为了研究单弓形折流板的切口方向对管壳式换热器传热与流动性能的影响,文中通过建立3个不同折流板切口方向的管壳式换热器简化实体模型,运用CFD软件Fluent对管壳式换热器壳程传热与流动状态进行了三维数值模拟。以水为壳程流体介质,在不断改变壳程进口流速,使得壳程进口雷诺数Re在10 000到70 000范围内变化时,得到了不同状态下的壳程流场与温度场。根据数值模拟结果,以总传热系数α,壳程总压降Δp以及单位压降下的传热系数α/Δp作为综合衡量标准,分析不同折流板切口方向时的管壳式换热器壳程流场与温度场。数值模拟分析结果表明:折流板为垂直切口方向时,管壳式换热器总传热系数最大,压降最小,综合性能最好,另外2种折流板切口方向的管壳式换热器综合性能差不多。     

蜂窝螺旋板换热器螺旋板凹坑结构强度研究

通过对蜂窝紧凑结构螺旋板换热器蜂窝板凹坑结构强度的研究,将一个受力结构十分复杂的蜂窝螺旋板简化为可进行力学分析的物理模型,提出了2套蜂窝螺旋板结构强度设计计算方法,并给出了这种结构板的失效机理及失效形态,为工程应用提供了有效的手段。