波纹管传热与污垢性能的实验研究

先进行了波纹管及光管的传热性能实验，得出了波纹管管内强制对流换热关联式，在流速0．24m/s，硬度800mg/L，管侧水浴加热温度60℃条件下，进行了两者CaCo3加速析晶污垢的对比实验。结果表明，波纹管不仅有较好的传热性能，还有较好的阻垢性能。     

波纹管传热性能与污垢特性实验

采用污垢热阻动态试验法对波纹管和光管的流动阻力、污垢性能和传热性能进行实验研究,用氯化钙和碳酸钠配制硬度为800mg/L的硬水,在流速为0.25m/s,水浴温度为60℃的条件下,对两者析晶污垢进行了对比实验.两套实验系统都在一个恒温水浴内,设备系统的主体用两根管模拟换热器,一根为光管,另一根为波纹管.实验中,水泵将工作介质由低位水箱送至高位水箱,高位水箱向实验管分别同时提供水源,通过溢流式水位调节器保持恒定的水位.结果表明,波纹管具有良好的抗垢性能,表现出诱导期长、结构速率慢、污垢热阻小等优点;其平均传热系数都大于光管,表现出了良好的强化传热特性.     

波纹管传热与污垢特性的实验研究

采用对比的实验方法对波纹管和光管的流动、换热和污垢特性进行了研究。实验结果表明:对于相同公称直径的波纹管和光管,在相同流量时,波纹管的流动阻力系数和压降比光管大,但波纹管具有结垢速度慢、诱导期长、污垢热阻渐近值小的优点,而且波纹管在结垢前后都有良好的强化传热性能。     

池核沸腾传热强化及阻垢研究

通过池沸腾实验,利用自动数据采集系统考察了CaCO3的生成对饱和池核沸腾传热的影响,并考察添加剂和超疏水表面对池核沸腾传热的影响。选用W/O型聚丙烯酰胺(简称PAM)为添加剂,研究了添加剂水溶液的性质、添加剂浓度、热通量等因素对池核沸腾传热的影响,并对CaCO3的形成影响池核沸腾传热过程进行了机理分析,并以表面核化中心与污垢沉积及生长相互影响的观点对实验结果进行了解释。本实验通过动态模拟研究结果表明,W/O型聚丙烯酰胺具有强化池核沸腾传热的性能,PAM可降低气泡的脱离直径,增加气泡的脱离频率,提高传热系数,而且有最佳浓度范围;同时还表明经过超疏水处理后的加热器表面具有良好的抗垢性能,在稳定阶段,处理后的表面的传热系数高于未处理表面上的传热系数。     

换热器传热强化性能评价方法分析

对换热器传热强化性能评价的各种方法进行了分析比较，对其中一个目前常用的评价准则进行了分析推导，证明该准则与实际情况较为吻合。分析结果对换热器传热强化性能评价工作具有一定的参考价值。     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究。结果表明：在管程进口体积流量相同条件下，扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管，虽其压降也高于圆管，但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管。说明扁管是一种高效强化传热元件。     

波纹管强化换热的计算机理及实验

针对波纹管的强化传热特性,采用理论程序分析与实验研究相结合的方法优化工程设计,提出了浸入式波纹管污水换热器的设计计算方法,并实测了利用该换热器的城市污水热能回收与利用系统的运行参数。测试结果显示:采用该计算程序设计的污水换热器的换热量完全满足建筑物的负荷要求。同时,与其他非金属污水换热器(铝塑管污水换热器、PP-R管污水换热器)的换热效果进行了对比实验,为浸入式污水换热器的优化设计和工程应用提供理论依据和技术参数。     

扁管管内传热性能实验研究

对扁管的管内传热和流阻性能进行了实验研究.结果表明:在管程进口体积流量相同条件下,扁管管内进出口温差、传热系数和雷诺数均高于圆管,虽其压降也高于圆管,但其传热与流阻综合性能指标显著高于圆管.说明扁管是一种高效强化传热元件.     

光管管束的沸腾传热实验研究

本文实验研究了管束间距、管排数、管束排列方式、热负荷大小和沸腾工质物性等因素对光管管束池沸腾传热的影响规律。实验包括有二排管束、三排管束、七管束、十三管束等,管束相对间距在0.9～3.3之间。实验结果表明,对于旺盛核池沸腾区域,管束中管间距的影响甚微,沸腾曲线基本上与光管时吻合;对于自然对流向核沸腾转折区域,管束各管间的影响较大,明显地使传热强化,一般可提高10～100％。     

扁管管束壳程传热性能实验研究

对扁管管柬的壳程传热及流阻性能进行了实验研究．结果表明，在壳程传热面积和壳程进口体积流量相同条件下，扁管管柬壳程的进出口温差效率、传热系数略高于圆管管柬，其压降降低了26％～42％，传热与流阻综合性能指标提高了21％～34％．     

波纹管层流传热与流动的三维数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对波纹管在层流情况下的传热与流动问题进行了三维数值模拟。所模拟的波纹管的母线由多段凹凸圆弧组成(半径分别为R1和R2),其公称直径为20mm,长度为2m。模拟了几何参数R1、R2对其传热与流动性能的影响。在模拟过程中压力-速度耦合选用SIMPLEC格式,压力方程的离散选用Standard格式,其他方程的离散均选用QUICK格式。结果表明:与光管相比,层流情况下波纹管能显著强化传热,在雷诺数(Re)相等情况下,波纹管的R1越大、R2越小时的强化传热效果越好;在几何参数相同情况下,Re越大,强化传热效果越好,在所研究的范围内,Nu最大增加了199.5%。同时,波纹管还具有良好的流动性能,大部分Re的范围内流动阻力系数小于光管的情况,并且随着Re的增大而逐渐接近于光管的摩擦系数。     

污垢对换热器不可逆性的影响

本文以逆、顺流换热器为例，研究了污垢对换热器不可逆性的影响，结果表明换热器的熵产生数随污垢热阻的增加而增加，即污垢的存在使换热器的可用能损失增大。     

强化管壳式热交换器传热的实验研究

对不同壳侧结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热。螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 79% ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 94 %。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 985。     

套管换热器湍流对流换热的数值模拟

为了获得换热器中强化换热管对换热性能的综合影响,笔者运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对套管换热器的整体进行了数值模拟.分别模拟了光管和波纹管套管换热器在湍流情况下的换热性能.数值计算结果表明:光管套管换热器的总传热系数K的数值计算结果与经验公式计算结果吻合很好;与光管相比,在相同流动条件下波纹管可提高总传热系数120%,但随着Re增大,其影响逐渐减小.     

换热表面结垢过程及机理的实验研究

对水溶液中矿物质离子在换热表面的结垢过程及对换热性能的影响进行了实验研究.根据实验需要,自行配制的各种硬度(CaCO₃)的水溶液作为工质,测量换热表面的换热系数,得到换热面的结垢变化规律.考察了各种因素对结垢过程的作用和影响,分析了结垢过程的工作机理.结果表明:换热面的温度及流体温度是结垢现象的主要影响因素,且工质硬度增加,也促使结垢过程加速进行.     

正弦波纹管内的流动和传热数值研究

以正弦波纹管为几何模型,应用FLUENT软件,对管内的传热和流动进行了数值模拟,分析了流动状态和管道几何结构对传热与流动阻力的影响.计算结果表明,在层流和湍流时,流速都呈周期性变化.层流时,在当量直径相同的条件下,周期越大,其强化传热效果较差,而幅值较大,强化传热效果较好;在湍流时,幅值增加对强化传热影响较小,但幅值增加较大,传热和阻力都较大地增加了;为正弦型波纹管在换热领域的实际应用提供了理论依据.     

金属丝网波纹填料强化换热器壳侧传热研究

对一种利用金属丝网波纹填料强化管壳式换热器壳侧传热的方案进行了仿真研究。利用FLUENT软件通过求解多孔介质能量方程研究了金属丝网波纹填料对壳侧传热的强化效果,分析了不同空隙率的波纹填料以及不同入口速度对换热器壳侧传热性能的影响。结果表明：利用金属丝网波纹填料能够明显强化换热器壳侧传热,填料的空隙率越小、流体进入换热器壳侧的速度越小,传热效果越好。由于金属丝网波纹填料具有阻力小、压降低的优点,该强化换热器壳侧传热方案对于低入口速度工况下的换热具有独特优势。     

气流横掠错列螺旋槽管束的传热及阻力特性的实验研究

本文根据强化传热试验台上取得的试验数据,整理出气流横掠错列螺旋槽管束的传热及阻力特性公式,为进一步研究开发强化换热产品及工业应用提供了试验依据。     

缩放管流动阻力与传热性能的实验研究

在实验室里进行了清洁状态下缩放管的传热性能实验,得出了缩放管管内强制对流换热关联式,并进行了缩放管与对应光管流动阻力和传热性能的对比实验,实验工质为加有MgO颗粒的人工硬水。结果表明,结垢对缩放管流动特性的影响不如对光管的影响大;缩放管不仅有较好的传热性能,还有较好的阻垢性能。