管壳式换热器壳侧强化传热技术的研究与进展

指出了传统的弓形折流板管壳式换热器存在的问题,对纵向流、螺旋流及射流换热器中各种强化传热技术的结构特点、强化传热机理、适用场合及其研究现状进行了详细的分析与总结,并提出了管壳式换热器壳侧强化传热技术的发展方向。     

管壳式换热器壳侧流动与传热的实验研究

对不同壳程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系统的实验研究。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 4 9.4 % ,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 79.5%。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。图 9参 6     

新型折流杆管壳式换热器研究

提出了一种新型折流杆管壳式换热器，经实验研究得出一组经验公式，应用结果表明，新型折流杆管壳式传热器成功地解决了闭冷器管子断裂的问题，提高了传热效率，系统结构简单，具有重要的推广应用价值．     

管壳式换热器积灰热阻的实验研究

锅炉尾部受热面（ 对省煤器来说,主要是管壳式换热器） 的积灰,严重地影响其换热效果,降低锅炉效率。为有效地进行其监测和预防,我们进行了锅炉省煤器积灰的模化实验研究,并进行了积灰热阻计算和正交实验结果分析。通过分析可知,该积灰热阻的计算方法具有一定的合理性和可靠性。为锅炉省煤器及工业管壳式换热器等的积灰在线监测提供了一定的理论指导作用。图１０ 表３ 参６     

管壳式与板式水水换热器的比较分析

通过闭式循环冷却水系统中水水换热器的选型,详细论述了管壳式与板式换热器的结构性能技术经济比较,为水水换热器选型提供参考。     

搭接量对螺旋折流板换热器壳程性能的影响

对螺旋折流板换热器进行数值模拟,研究相同螺旋角时搭接量对壳程对流传热充分发展段流动与传热性能的影响。结果表明,随搭接量的增大,同流量下壳程传热系数与压降均增大,而同压降下的传热系数降低。连续搭接时,轴向速度沿壳体径向逐渐降低;交错搭接后,轴向速度在搭接点前后变化趋势不同,分布均匀性变差。三角区漏流的切向速度方向与主流相反,强化了中心区域传热;而搭接区漏流的切向速度方向与主流相同,会增大螺旋旁流,不利于传热。搭接量越大,换热管表面换热量沿径向的不均匀性越强。     

螺旋折流板换热器热力设计方法及其实验校核

提出了用于螺旋折流板换热器壳侧阻力及换热性能预测的关联式,即通过一系列修正因子对流体掠过理想管束的阻力及换热关联式进行修正后获得具体换热器的阻力及换热性能参数,并基于Bell-Delaware方法,总结了用于螺旋折流板换热器的热力设计方法,该方法可用于螺旋折流板换热器的设计和校核。同时,选用一台螺旋折流板油冷器实际产品进行了实验测试,获得了其壳侧压降和总传热系数,并将测试获得的壳侧压降和总传热系数用于热力设计方法的校核,通过对比发现,所提出的热力设计方法可以基本满足工业设计的初步设计要求。     

闭式冷却水换热器断管原因分析及改进

分析了华能汕头电厂由俄罗斯提供的折流板管壳式闭式冷却水换热器(简称为折流板闭冷器)运行中发生换热管断管的原因,是由于闭式冷却水(用冷水)进出口处横流速度大于临界速度引起换热管振动等所致.对此,提出了采用折流杆管壳式闭冷器(简称为折流杆闭冷器)、降低闭冷水横流速度等改进措施.实施后,消除了换热管振动断管故障,并解决了换热面积不够的问题.折流杆闭冷器经长期使用效果良好.     

制冷装置用管壳式换热器清洁度管控研究

本文讲述了清洁度对于中央空调制冷主机的重要性。针对管壳式换热器,分析了污染杂质来源,并从设计结构、零部件加工和管壳式换热器总成工艺三方面重点讨论其清洁度控制方法和措施。     

涡流发生器强化换热和压降特性的实验设计

针对强化气侧换热是提高换热器效能的关键,设计建立了研究涡流发生器强化换热性能和压降特性的实验测试系统。通过对涡流发生器强化换热机理及压降特性的分析,建立了研究不同结构和尺寸的涡流发生器的实验装置,并详细介绍了实验方案和程序。实验采取的是气-水逆流换热装置,空气、热水入口温度在基本保持不变的情况下,测量换热板壁面温度、气水进出口温度、水流量、风速和气侧压降,研究不同工况下涡流发生器的强化换热性能和压降特性。可选取不同形状的涡流发生器进行对比性实验和优化实验,以更好地评价涡流发生器的性能,为涡流发生器的模型优化和改进提供实验基础。     

计及换热器传热特性的热电联合系统优化调度

换热器传热特性是影响热电联合系统优化调度的关键因素之一。针对热电联合系统,基于传热原理,采用抽汽的三级传热模型来描述换热器的传热过程,利用迭代法计算一定热负荷下的抽汽量,提出计及换热器传热特性的热电、火电、风电的联合调度模型。最后以最小化煤耗量为优化目标,分析换热器传热特性对抽汽传热过程和热电联合系统调度结果的影响。算例表明：增大换热器传热面积、降低换热器出口水温可以不同程度地提高风电消纳能力,降低运行成本,研究结果为电热联合系统优化调度方案提供换热参数选择的依据。     

计及换热器传热特性的热电联合系统优化调度

换热器传热特性是影响热电联合系统优化调度的关键因素之一。针对热电联合系统,基于传热原理,采用抽汽的三级传热模型来描述换热器的传热过程,利用迭代法计算一定热负荷下的抽汽量,提出计及换热器传热特性的热电、火电、风电的联合调度模型。最后以最小化煤耗量为优化目标,分析换热器传热特性对抽汽传热过程和热电联合系统调度结果的影响。算例表明：增大换热器传热面积、降低换热器出口水温可以不同程度地提高风电消纳能力,降低运行成本,研究结果为电热联合系统优化调度方案提供换热参数选择的依据。     

矩形通道中不同涡流发生器对换热和压降的影响

对矩形通道内布置单排一对直角三角翼、矩形翼等以及研制的斜截半椭圆、半圆柱面涡流发生器的换热和压降特性进行了对比性实验。实验雷诺数Re在700～26800范围内,所有涡流发生器采用相同的高宽比、斜截倾角、迎流攻角和前沿间距。结果表明,斜截半椭圆柱面强化换热和压降综合性能最好。Re为700、4000和2×104时,最高局部换热系数分别约比平直流道增加了16.9%,9.3%,11.4%。斜截半椭圆柱面的阻力损失比矩形翼要小得多,Re为2×104时,约比矩形翼低37.9%。经分析,斜截半柱面涡流发生器能够产生端部涡和根部马蹄涡系,具有优越的强化换热效果,且由于其流线型柱面而压降较低。柱面相对柱体加工简单,制作方便。     

交错搭接螺旋折流板换热器壳程流动与传热的场协同分析

采用数值模拟方法研究了同螺距下折流板搭接量对壳程流动传热的影响。结果表明,随搭接量增大,同流量下壳程换热系数和压降均降低;三角区漏流减轻局部阻力减小,同时边缘三角区漏流加强了壳体附近区域流体的轴向和旋转流动;中心换热管的换热量急剧下降,靠近壳体换热管的变化不大。场协同分析表明,三角区漏流促进换热而边缘三角区漏流削弱换热;随搭接量的增大壳程速度场与热流场的整体协同性得到改善。     

镀层换热表面凝结传热实验研究

采用化学镀的方法,调整Ni-P化学镀工艺参数,获得了磷含量不同的镀层,具有非晶、纳米晶及二者混合的微观结构。进一步的凝结传热实验结果表明,高磷非晶镀层表面具有明显促进珠状凝结的效果,在凝结过程中表现为珠膜共存状态,而碳钢管表面仅出现膜状冷凝。同时,换热表面经Ni-P镀层改性后,可以获得较好的传热性能。镀层对换热性能的改善与镀层中非晶的含量相关,表现为,随着非晶含量的增加,换热效率得到增强。对于非晶镀层换热表面,在特定的冷却水流量下,提高蒸汽温度可以促进珠状冷凝效果的产生。