基于螺旋片强化的套管换热器性能

基于RNG k-ε模型对螺旋片强化的套管换热器的传热进行模拟,通过模拟结果与文献中的实验结果进行对比来验证模拟的可行性;分析了Reynolds数为2362～16860范围内的螺旋升角α变化对Nusselt数和摩擦阻力系数f的影响;并考察了等泵功率下的综合传热性能PEC值的变化规律。结果表明：Nu和f的平均误差分别为7.1%和1.3%,证明所采用的研究方法是可行的;α在15°～75°范围内,Nu和f均随着α的减小而增大,特别地,当α小于35°时,f随α的减小剧烈增大;在等泵功率下,PEC值为0.84～1.93;α在15°～45°时,α为35°具有较好的综合传热性能,α为55°、65°和75°时,虽然其PEC值比35°时略高,但其Nu与35°时相比要小很多,实际应用中考虑到传热速率的问题,选择35°的螺旋升角较为合适,此时,PEC值为1.26～1.62。另外,为减小f,提出倾斜螺旋片强化的方法;螺旋升角α为35°、螺旋片倾斜角β为10°时,与普通螺旋片相比,Nu基本一致,甚至略大,而f减小了12.5%～14.5%,此时,PEC值为1.38～1.71;场协同理论也很好地验证了这一结果。     

基于(火积)耗散热阻的新型蜂窝板式换热器性能分析

板式换热器在工业生产中广泛应用。基于换热器(火积)耗散热阻理论,采用数值模拟和实验相结合的方法对新型蜂窝板式换热器进行研究。结果表明数值模拟和实验结果在合理的误差范围内,验证了数值模拟的可靠性。新型板式换热器内部蜂窝结构附近的速度场出现规律的周期性变化,流体湍流强度增加,提高了换热效率。新型板式换热器换热量与其(火积)耗散和(火积)耗散热阻呈反比例关系,这为新型蜂窝板式换热器的优化提供了理论依据,并为工业生产提供参考。     

新型蜂窝板式换热器实验与模拟分析

板式换热器在工业生产中广泛应用,采用数值模拟和实验相结合的方法对新型蜂窝板式换热器进行研究。结果表明:数值模拟和实验结果在合理的误差范围内,验证了数值模拟的可靠性。新型板式换热器内部蜂窝结构附近的速度场出现规律的周期性变化,流体湍流强度增加,Nu和阻力系数f随焊孔直径和蜂窝直径的增加而增大,通过对蜂窝板在3 000≤Re≤25 000的数据结果进行关联,得到了蜂窝板流动换热的准则关系式,为蜂窝板式换热器的优化提供了理论依据,并为工业生产提供参考。     

压力容器焊缝返修及焊后热处理

某装置一级反应器在定期检验过程中,经TOFD超声检测发现其筒体对接焊缝内部存在超标缺陷,根据相关标准对此缺陷进行修复处理,因反应器自身重量大,焊缝挖开后开口处应力较大,本文分析了开坡口应力分布的影响,提高了焊缝的焊接工艺,并进行焊后热处理,实现了在用设备现场焊缝返修的进一步发展。     

倾斜螺旋片强化的套管换热器数值模拟

为了减小螺旋片强化的套管换热器的摩擦阻力系数f,提出倾斜螺旋片强化的方法.基于RNGk-ε模型对倾斜螺旋片强化的套管换热器进行模拟;将Re=2 362~16 860的螺旋升角α=35°,螺旋片倾斜角β=5°、10°、15°时的传热性能与光滑管以及α=35°的普通螺旋片强化管的传热性能进行对比;考察f、Nu和综合传热性能PEC值的变化规律;并运用火积耗散理论对传热性能进行分析.结果表明:模拟结果与实验结果吻合较好,证明模拟方法是可行的;普通螺旋片和倾斜螺旋片均有强化传热的作用,与普通螺旋片相比,倾斜螺旋片能够有效地减小f,且对f的减小程度随着β的增大呈现先增大后减小的趋势,分别减小了1.7%~3.3%、12.5%~14.5%和6.3%~7.8%;Nu随着β的增大呈现先减小后增大的趋势,但变化不大;倾斜螺旋片的PEC值均高于普通螺旋片,当β=10°时PEC值最高,相对于普通螺旋片的1.26~1.62,增大到1.38~1.71;采用倾斜螺旋片强化的火积耗散率均低于采用普通螺旋片强化的火积耗散率,当β=10°时,火积耗散率最小,与等泵功条件下所得出的结论吻合.     

基于DPM模型的非共沸混合工质两相冷凝传热研究

为研究非共沸混合工质在螺旋折流板换热器（HBHX）中的传热机理和热力参数对冷凝传热系数的影响,建立HBHX冷凝分布参数模型（DPM）,并进行乙烯、丙烷和异戊烷混合工质冷凝实验,利用实验结果验证模型的正确性。结果表明：冷凝过程中混合工质沿程分别经历剪切力控制区、过渡区和重力控制区,受气相热阻和液相热阻共同影响,冷凝传热系数随干度的减小先增大后减小,在干度0.72处达到最小值;质量流速对冷凝传热系数的影响在剪切力控制区和过渡区大于重力控制区;随混合工质轻组分的增加在剪切力控制区和过渡区冷凝传热系数减小,在重力控制区冷凝传热系数增加。     

双天线GPS/SINS组合导航系统设计

本系统作为浅组合导航系统的一种,利用了双天线定向GPS与光纤陀螺的组合,以基于DSP+FPGA多处理器结构作为导航计算机平台,在原有的位置与速度基础上加入了姿态作为第三个量测量,应用卡尔曼滤波算法将GPS姿态信息作为对惯性导航系统数据的初始值和修正。设计的系统通过跑车实验验证后表明达到了设计要求,具有实时性好,运算精度高等优点。     

倾斜螺旋片强化的套管换热器数值模拟

为了减小螺旋片强化的套管换热器的摩擦阻力系数f,提出倾斜螺旋片强化的方法.基于RNG k-ε模型对倾斜螺旋片强化的套管换热器进行模拟;将雷诺数Re为2 362～16 860范围内螺旋升角α为35°,螺旋片倾斜角β为5°、10°、15°时的传热性能与光滑管以及α为35°的普通螺旋片强化管的传热性能进行对比;考察f、努塞尔数Nu和综合传热性能PEC值的变化规律;并运用火积耗散理论对传热性能进行分析.结果表明：模拟结果与实验结果吻合较好,证明模拟方法是可行的;普通螺旋片和倾斜螺旋片均有强化传热的作用,与普通螺旋片相比,倾斜螺旋片能够有效地减小f,且对f的减小程度随着β的增大呈现出先增大后减小的趋势,分别减小1.7%～3.3%、12.5%～14.5%和6.3%～7.8%;Nu随着β的增大呈现先减小后增大的趋势,但变化不大;倾斜螺旋片的PEC值均高于普通螺旋片,当β为10°时PEC值最高,相对于普通螺旋片的1.26～1.62,增大到1.38～1.71;采用倾斜螺旋片强化的火积耗散率均低于采用普通螺旋片强化的火积耗散率,当β为10°时,火积耗散率最小,与等泵功条件下所得出的结论吻合.     

翅片管固有频率的参数化分析及模拟研究

采用有限元分析软件对翅片管固有频率进行研究,主要探讨翅片厚度a、翅片高度b、翅片个数n、基管厚度t、基管外径D和跨距L对翅片管固有频率的影响,并对翅片结构特性灵敏度做了量化分析。结果表明：翅片管几何结构的变化对固有频率影响较大,固有频率值相比基管有很大提高,其中n影响最大,a、b次之。通过模拟结果拟合出固有频率增强系数与D、a、b、n等结构参数的关联式,为翅片管换热器防振设计提供数据支持。     

凹凸板换热器强化传热的数值模拟

采用CFD软件,RNG k-ε湍流模型对一种新型凹凸板在不同雷诺数Re、倾斜角度α、凸胞高度H下进行了数值模拟研究。结果表明,在3000≤Re≤20000范围内,随着Re的增大,凹凸板的Nu成指数倍增大,而f、Nu/Nu0和η则成指数倍减小,f/f0表现出不同的规律。在15°≤α≤60°内,凹凸板的Nu、f、Nu/Nu0、f/f0均随α的增大而增大;η则均随着α的增大而减小。在4mm≤H≤10mm内,随着H的增大凹凸板的Nu、f、Nu/Nu0、f/f0均逐渐增大,η则逐渐减小。分析表明,在低雷诺数下凹凸板的传热性能较好,其Nu/Nu0的值为1.7~7.1,f/f0的值为2.0~12.1,绝大部分的η值大于1最高达到4.3。当α=15°、H=4mm时综合传热性能最好。最后从场协同理论的角度分析了凹凸板强化传热的机理并与常见的酒窝板进行了对比。