全热交换器能量回收特性的数值模拟分析

构建了全热交换器内部热质传递的数学模型并通过数值模拟手段求解,获得了叉流全热交换器内显热与潜热回收效率。通过与经典实验数据对比证实了模拟方法的可靠性。分析了膜材料的导热性能以及气流通道内部支撑单元导热性能对显热回收效率的影响。结果表明:对典型纸膜或高分子膜强化其导热性能不仅不能提升显热回收效率,反而会因为切向导热增强使得显热回收效率降低。对典型的瓦楞纸或高分子膜材料制作的支撑单元进行导热强化,会使得切向热传导更快,阻碍气流换热,进而导致显热回收效率的降低。     

新型格栅支撑有序堆积床内流动传热数值研究

颗粒堆积床作为反应器和分离器等的重要组成广泛应用于实际化学工业生产中。基于传统的有序堆积结构，提出了一种新型格栅支撑有序堆积结构，通过采用新型格栅支撑结构可以快速构建有序颗粒堆积床，其中包括格栅支撑简单立方、格栅支撑体心立方、格栅支撑疏松面心立方和格栅支撑密实面心立方颗粒堆积结构。对4种颗粒堆积单元通道内的流动换热进行模拟研究后发现，不同堆积形式的格栅支撑颗粒堆积床流动换热性能不同；在相同的面心立方堆积形式下，使用不同的格栅支撑结构，其流动传热也有明显差异；与传统有序堆积结构相比，在换热相差不多的情况下，格栅支撑有序堆积结构的压降减小，所以其综合换热效率有明显提升。     

重力驱动颗粒流横掠倒置滴形管管外流动传热特性的数值研究

采用离散单元方法（DEM）模拟了重力驱动的颗粒流横掠圆管和不同椭圆度（e=1.0,1.5,2.0,2.5）的滴形管下的流动与换热情况,分析了滴形管的椭圆度对停滞区大小、管周受力以及有效传热系数的影响,并与圆管进行了对比。主要结论如下：滴形管的停滞区和空区均小于圆管,随着椭圆度增大,管顶部颗粒流速增加,流动性变好;滴形管受颗粒流的法向力和切向力均小于圆管,在椭圆度大于1.0后,增加椭圆度,两力不再减小;滴形管的有效传热系数小于圆管,且随着椭圆度增大,有效传热系数降低。     

开槽气膜孔结构对气膜冷却和流动特性的影响

运用数值模拟的手段,从流动特性和冷却特性两方面评价了各种开槽气膜冷却孔结构的优劣。从流动的机理揭示了在相同的槽深下,不同的横槽结构对改善气膜冷却效率和流量系数的影响,并比较了在气膜孔出口和入口均开有横槽后对流动和冷却特性的影响。结果表明：开横槽后,气膜孔出口下游的冷却效率得到不同程度的改善,吹风比越大,改善的程度越明显。在横槽下游5D-10D的范围内,冷却效率的改善程度最大;在气膜孔出入口处均开有斜横槽的结构和用圆角过渡气膜孔入口处的横槽均是提高气膜冷却效率和减小气膜孔流动阻力的有效措施,而在气膜孔出口处的横槽用圆角过渡则不利于改善气膜冷却效果。     

空气横掠波纹管束的流动与传热性能

引　言管壳式换热器是石油化工行业应用十分广泛的换热设备 ,它具有易于制造、耐压高等特点 .但是普通管壳式换热器换热效率低 ,因此开发高效传热元件对管壳式换热器的进一步推广应用具有十分重要的意义 .采用翅片管换热器可以大大强化换热 ,但是阻力也增加很多 ,并且容易积垢 ,影响使用 .近年来开发的波纹管换热器由于加工方便、易于制造而越来越受到人们的重视[1～ 4 ] .但对于流体横掠波纹管束时流动传热性能的研究却少见报道 .本文对如图 1所示的波纹管束组成的换热器进行了实验测定 ,研究了 3种排数的阻力与换热规律 ,为设计换热器提供…     

基于遗传算法的交错波纹板换热器表面传热系数的分离

为了获得交错波纹板换热器表面对流换热规律,通过实验测定了典型100 kW微型燃气轮机交错波纹板换热器的传热系数,提出了采用遗传算法将表面传热系数从传热系数中分离出来的方法.该方法以换热准则关系式中4个系数变量作为待寻找最佳值的待求变量,并进行搜索和优化,由此获得关联式系数来预测传热系数,成功分离出表面传热系数.该分离方法具有通用性,可灵活方便地研究各种此类换热器的传热性能.所预测的传热系数与实验获得的传热系数接近,能准确地反映换热的真实规律.     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

骨架发热多孔介质方腔内非达西自然对流的数值研究

本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究.方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T0.采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲容积换热系数(1.0≤H≤1000)在较宽的范围内变化时,计算研究了不同的有效导热系数比和无量纲容积换热系数对方腔内流动换热的影响.数值模拟结果表明:在有效导热系数比γ=1.0和无量纲容积换热系数H=1000时,局部热平衡模型是成立的;而对其他情形,必须采用局部非热平衡模型才能准确地预测出方腔内的流动换热特性.     

脉动流条件下带突起内翅片管强化传热数值研究脉动流带突起内翅片管强化传热数值研究

对一种周期性带突起纵向内翅片管通道内的流动与传热特性进行了非稳态三维数值模拟。分析了带突起内翅片管通道在进口流速呈正弦波脉动流时其横截面二次涡流在1个脉动周期内的变化规律；得到了内翅片管平均Nu数及阻力系数f在一个脉动流动周期内的变化规律；同时进一步计算分析了不同脉动流脉动频率对内翅片管传热性能及阻力性能的影响。研究表明：在脉动流动的影响下纵向内翅片管的传热能力得到强化，随着脉动频率的增加，纵向内翅片管传热系数的增大幅度逐渐大于阻力系数。