内燃机水空中冷器传热性能及阻力特性测试系统

本文主要介绍中冷器性能测试系统的开发工作。该测试系统以水空中冷器为试验对象，针对传热效率和流动阻力这两项基本性能参数，在参照其它散热器性能评价标准和试验方法的基础上，应用计算机及相应的模块技术，实现了试验参数的实时监控、自动采集和分析处理。文中着重阐述系统方案的创建思路与实施方法，并结合实际运行结果，分析讨论存在的问题和解决的途径。     

汽轮发电机定子铁芯系统的振动特性半解析解

针对汽轮发电机铁芯的层状特征,引入层合板的Hamilton理论体系,避免了对多层复合铁芯的均匀假设和等效杨氏模量的确定,减少了对结构的简化。应用半解析法,即将铁芯在Z向用解析法、X—Y向采用混合变量等参Hamiltonian元离散结构的有限元法,分析了一大型汽轮发电机冷态和热态两种极端情况的目有振动特性。与相关文献结果比较,该文的结果更接近真实情况。该文方法的另一个特点是只要一层离散的单元数确定,则全部未知数的个数就确定。对同一问题,相对于经典有限元方法,未知数规模少,计算速度快,适合工程运用。     

大型水内冷汽轮发电机定子线棒腐蚀堵塞故障分析

大型汽轮发电机定子线棒的堵塞是水内冷汽轮发电机定子常见的故障之一。叙述了600 MW水氢氢汽轮发电机定子线棒堵塞的故障原因,提出,消除故障的措施。     

百叶窗翅片的传热和阻力性能试验研究

风洞试验台上对8种不同结构参数的百叶窗翅片进行传热和流动阻力的性能试验。分析比较了翅片长度、翅片间距、翅片高度对其传热和阻力性能的影响，其中翅片长度和翅片间距对无量纲传热j因子和摩擦阻力f因子影响较大，翅片高度影响较小。同时采用3√j/f因子综合评价了8种翅片的强化传热效果。结果表明，翅片长度对强化传热影响最为显著。     

自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的传热特性

对工质为Cu-水纳米流体的自激振荡流热管在不同激光加热功率下的热传输特性进行了实验研究,并对工质为蒸馏水的自激振荡流热管的传热性能进行了比较.通过对不同的充液率、Cu纳米颗粒份额的Cu-水纳米流体自激振荡流热管实验结果分析发现:自激振荡流热管内Cu-水纳米流体的热传输具有一定的特殊性,在一定条件下纳米流体可以起到强化传热的作用,但决定纳米流体自激振荡流热管热传输性能的参数应是充液率.     

大型汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命预测方法的研究

介绍了大型汽轮发电机定子线圈F级绝缘的老化因子与加速寿命试验方法,对电老化与广义热老化的加速寿命试验数据进行了统计分析;用威布尔分布对F级绝缘的电老化和广义热老化的加速寿命试验数据进行了描述;应用可靠性统计和非线性回归方法确定了F级绝缘电老化与广义热老化寿命计算公式的特征参数;依据寿命损耗累积理论,介绍了电老化与广义热老化同时作用的汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命的预测方法和水冷定子线圈F级绝缘寿命损耗的分配方案.采用2倍额定电压2 UN和3倍额定电压3 UN的电老化寿命的不同下限值,对以电老化为主要老化因子的水冷定子线圈F级绝缘寿命进行了研究.结果表明:应用定子线圈F级绝缘寿命预测方法可以在设计、制造和运行阶段定量预测和评定汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命.     

汽轮发电机气体冷却器性能试验研究

气体冷却器是汽轮发电机的重要设备之一。其传热与阻力性能将直接影响汽轮发电机的运行经济性和可靠性。为实现汽轮发电机气体冷却器的优化设计,对不同翅片间距的翅片管冷却器的传热和阻力性能进行了试验研究,得到了Re在3 000~190 000之间换热器翅片侧的传热和阻力特性,并分析了风速和翅片间距对气体冷却器传热和阻力性能的影响规律。研究成果对汽轮发电机气体冷却器的结构与性能优化具有重要的指导作用。     

发电机定子槽楔松动缺陷研究及修复处理

某核电站4号汽轮发电机首轮解体检修中发现定子槽楔松动缺陷,指出其根本原因是运行期间槽内线棒受到各种交变电磁力的作用产生振动以及槽楔热膨胀和定子铁心的摩擦,在长期运行下最终导致顶部压紧槽楔松动,形成缺陷留下安全隐患.介绍了在对该机型定子槽楔进行深入研究分析后,对制作专用工具松动槽楔采用了敲击紧固、拆除更换的具体处理方式,...     

双壳程管壳式换热器的传热和阻力特性

针对弓形折流板管壳式换热器流动死区大,压降高的不足,提出外螺旋折流板内斜百叶折流板的双壳程管壳式换热器结构,外螺旋角为15°～40°,内斜百叶折流板倾角为45°。通过三维数值模拟,研究其传热和阻力特性,获得其局部流场,并与传统弓形折流板换热器进行了对比,同时分析了外壳程螺旋折流板不同倾角对其性能的影响。结果表明:双壳程管壳式换热器的壳侧流场分布均匀,流动死区减小,综合性能高于相同壳径和管束布置的弓形折流板管壳式换热器,外螺旋角为30°时,单位压降下的传热系数平均提高了24. 4%。当外螺旋角为20°时,该换热器具有最好的综合性能。     

发电机空冷器传热与阻力特性研究

随着空冷汽轮发电机容量的增大,发电机内各部件的发热量也随之增加,空冷技术的重要性日益突出。但我国的空冷技术与国外相比还有一定差距,因此,利用循环风洞对几个特定结构参数的翅片式空冷器进行了模化试验研究,获得了空气侧传热与阻力特性的准则关系式,就试件结构参数对传热及阻力特性的影响机理做了详细的分析。试验结果不但为国产空冷器的性能与结构优化提供了计算方法,而且为空冷器制造企业实现自主研发提供了可靠的依据。     

不同宽度扭带传热与阻力特性试验研究

本文对管内扭带旋流装置在不同扭带宽度下的传热与阻力进行了试验研究,并得到了传热与阻力拟合式。     

一次表面回热器通道流动阻力与传热增强因子的确定

基于一次表面回热器(PSR)通道的独特构型,提出可以引入增强因子fξ和fk的概念来直观描述PSR通道的复杂流动和传热特点.对典型50 kW微型燃机20:1 PSR缩比实验件的流动和传热特性进行了测定.根据这种先进热交换器固有的结构和流动特点--冷、热通道的湿边周长lc=lh,冷、热通道的质量流量Gc≈Gh以及流动Reh≈Rec,获得层流下PSR的fξ和fk随流动Re变化的经验计算式.联立增强因子fξ和fk以及已有的小当量直径de≈1 mm通道层流阻力和换热关系式,可以方便地计算PSR的流动和对流换热规律,进而获得PSR的传热系数k,最后快捷完成新型间壁式PSR的热设计分析工作.     

新型油冷器壳程流动与强化传热数值模拟

为了对机械设备用油进行降温,保障机械设备正常工作。本文对油冷却器的结构进行了优化,根据工质油粘度大、Pr数大的特点,选择多叶孔板结构实现壳程的传热强化。采用商用软件FLUENT对三叶孔板、四叶孔板以及五叶孔板换热器进行数值模拟,得到了油冷器的壳程传热与阻力性能曲线。结果表明:多叶孔支撑板对高粘度流体油的传热有强化作用。三叶孔、四叶孔与五叶孔支撑板之间进行比较,在流体流速较低时,采用正四边形布管的四叶孔与五叶孔支撑板综合性能更好一些,但在其他大部分工况下,三叶孔板换热器的传热强化综合性能更优,其无量纲传热强化综合指标PEC比四叶孔与五叶孔分别提高37%~62%和39%~63%。     

CC型通道波纹相对节距对流动与换热特性的影响

在三维空间上对CC(Crosscorrugated)型原表面换热器通道内流体的流动与换热特性进行了数值模拟。通道表面为正弦型曲面,上、下波纹板交错角固定为60°,节距与高度的比P/H取值范围为1.5~4.0。结果表明:当雷诺数Re约大于100后,各通道在中平面处产生的旋涡所形成的螺旋型自由剪切层开始变得不稳定,加强了流体间的混合;Re在约100~500的范围内,随P/H的增大,阻力系数f和平均努谢尔特数Nu增加,当Re继续增加(约大于2000)时,以P/H=2.2为界,P/H对f及Nu的影响呈相反的趋势变化;在适中的Re范围内,不同表面均可获得较好的表面性能,且随P/H的增大,获得最佳表面性能的Re减小。图12参8     

剪切层流蒸发液膜的传热特性

为克服理论分析中气液界面对流换热难以计算的问题,基于气相传热模型,建立了在同向或反向切应力作用下层流饱和蒸发液膜的传热模型,推导出无量纲液膜厚度和壁面对流换热系数与流动长度、界面切应力和初始雷诺数间的理论关系式.研究表明,受液膜蒸发的影响,液膜厚度沿流动长度不断减小,换热传热系数不断增加;同向切应力具有减薄液膜厚度和增大传热系数的作用;反向切应力则具有相反的作用,其影响更为明显.这一理论模型可以反映层流饱和蒸发液膜的传热特性.     

间隔热源加热下新型热管冷板内部汽液两相流动与传热的数值模拟

为了有效解决阵列行波管的多热源、高热流散热问题，研制了一种结构全新的热管冷板。建立了热管冷板内部汽液两相流动与传热的两相流模型，并采用IPSA算法对间隔热源加热下热管冷板的内部流动和传热特性进行了数值模拟。通过数值模拟和试验验证，考察了该热管冷板的初步运行性能，为其实际应用提供了依据。图8表1参9     

管程组合转子传热及阻力特性的实验研究

借助于实验手段,分别以油和水为管程工质,研究了管程组合转子的传热及阻力特性,同时将转子自身结构参数对传热及阻力特性的影响进行了比较分析,分析结果表明,Re数在500～8000的层流区和转捩区内,增大转子螺旋角度对传热强化的贡献显著;Re数在1×104～1×105的旺盛湍流区内,增大转子外径对传热强化的贡献明显,从而为转子组合式强化传热装置的工业应用奠定了基础。     

椭圆管内对流换热与流动阻力特性研究

通过CFD技术,分别对5种长短轴之比的椭圆管管内湍流和层流状态时的换热与流动进行数值研究,分析了流体流动状态和椭圆管长短轴之比对换热系数与流动阻力的影响,并根据数值计算结果拟合出湍流区椭圆管管内换热系数的准则关系式,最后绘制每种类型椭圆管的局部换热系数曲线。研究结果表明:数值计算结果与实验值吻合良好;采用当量直径的方法计算椭圆管内换热系数误差较大;随着雷诺数的增加,每种类型的椭圆管管内阻力系数逐渐减小;而在相同的雷诺数下,随着长短轴之比K的增大,管内阻力系数逐渐增加;每种类型的椭圆管具有类似的局部换热特性,即长半轴两端点处局部换热系数最低,而短半轴两端点处具有最大局部换热系数。