槽式太阳能DSG系统集热管内强化传热的数值模拟

为了强化集热管内蒸汽换热,避免管壁温度过高,对槽式太阳能直接产生蒸汽系统(DSG)采用内螺纹管和光管时过热段的传热及阻力特性进行了数值模拟,分析了螺纹高度、螺距和雷诺数对螺纹管内换热特性和流动阻力特性的影响,并与光管的数值模拟结果进行了比较.结果表明:内螺纹管增强了管内蒸汽扰动,提高了集热管换热性能,降低了管壁温度.螺纹管的努塞尔数Nu是光管的1.6～2.4倍,且螺纹高度越高、螺距越小,换热性能越好;螺纹管的阻力系数f是光管的3.1～8.7倍,且螺纹高度越高、螺距越小,f越大.     

非均匀加热管内单相流动传热特性数值模拟

建立了半周加热、半周绝热的非均匀热流边界条件下圆管内热传导与热对流换热的数值模型。采用Fluent软件,通过求解三维N-S方程和能量方程,对圆管内传热过程进行模拟。对不同热流密度、管内工质流速、壁厚时壁温分布及加热侧与绝热侧的热流量比值进行了计算。分析了热负荷非均匀分布对管内换热系数及压降的影响,与均匀加热管内流动与换热特性进行了对比。结果表明热负荷非均匀分布对管内单相流动换热特性影响不大,平均换热系数及摩擦压降可采用均匀加热经验关联式计算。     

波节管管内流动传热特性的三维数值模拟

利用Fluent三维数值模拟的方法,以水为介质,研究波节管管内流动传热特性,并进行场协同分析。结果表明:波节管波纹段内强回流区的存在,使其管内扰动明显,管内流动与传热特性都呈周期性规律变化,与外界换热效果良好。经计算,在入口流速为2m/s时,波节管的纵截面平均场协同数为0.347,场协同角为69.69°。     

直管振动流动传热特性数值模拟

通过Fluent软件求解二维雷诺时均Navier-Stokes方程,对整体振动二维直管内流场的传热进行数值模拟,分析了流体流速及振动参数对流场及温度场特性的影响。结果表明:振动会对直管内流场产生扰流;给直管施加振动后,直管换热强度也增加;随着换热管道的加长,换热效果随着振动频率和振幅的增大,会在低频率和低振幅的换热强度基础上下降,最多下降18.3%。     

波纹管流动和传热特性的数值模拟

基于计算流体力学软件Fluent模拟了三维波纹管的流动与传热特性,研究了波纹管结构参数及运行工况变化对阻力特性和传热特性的影响。结果表明:在所模拟的工况范围内,波纹管相比于光管传热特性最多提高1.83倍,1~#波纹管具有最佳的综合换热性能,当Re=5000时,综合换热因子η达到最大值1.33;波纹管波高相对于波纹管间距对强化换热影响较大,当Re15000时宜选用波高较小的波纹管。     

塔式熔盐太阳能光热电站蒸汽发生器传热数值模拟设计计算

采用数值模拟的方式研究了50 MW塔式熔盐太阳能光热发电蒸汽发生系统蒸发器传热计算过程,利用Fluent软件建立三维模拟,通过合理的假设对蒸发器传热过程进行求解.计算结果表明:计算机数值模拟计算方法能够较好地反应蒸发器的真实传热过程,与传统理论计算、商业软件和实验数据有较好的契合度,表明数值模拟计算方法能够作为一种太阳...     

复合翅片传热与流动特性的数值模拟

结合纵向涡发生器和开缝的优点,提出一种复合强化传热翅片,并对该种翅片的传热与流动特性进行数值计算.由于翅片结构比较复杂,在三角形小翼及X形开缝区域应用阶梯逼近进行网格划分.复合翅片的强化作用在于两方面:一是在三角形小翼和X形开缝后的流场均产生了纵向涡,对流体产生较强的扰动;二是带状开缝的间断表面抑制了边界层的增长,平均...     

双风道太阳墙内流动传热数值模拟分析

太阳墙的供暖效果与自身的太阳能利用效率紧密相关。为了提升太阳墙的太阳能利用效率,文章提出一种双风道太阳墙。利用CFD软件对不同风量下单、双风道太阳墙内空气的换热特性进行数值模拟,并给出了当太阳辐照度为311 W/m~2时,双风道进、出口温度差与太阳能利用效率的关系曲线。研究结果表明:随着风量的增加,太阳墙的太阳能利用效率逐渐升高,集热板温度逐渐降低,空气与集热板之间的对流换热系数逐渐升高;与单风道太阳墙相比,双风道太阳墙的瞬时集热效率显著升高,最高可达14.12%。     

煤粉柔和气化炉内流动特性数值模拟

基于煤粉柔和气化炉的工况特征,采用数值模拟手段研究了喷嘴位置、喷嘴孔径(射流速度)和煤粉平均粒径等对气化炉内气固流场特性、烟气回流比和颗粒平均停留时间等的影响规律。结果表明:柔和气化炉内流场分布主要受二次风喷嘴位置和射流速度的影响,二次风喷嘴位置对流场影响更大;保持一次风和二次风射流速度不变时,随着二次风喷嘴与炉膛中心距离的增加,烟气回流比和颗粒平均停留时间先增大后减小;随着二次风射流速度的增大,烟气回流比增大,而颗粒平均停留时间有所变短;随着煤粉平均粒径减小,烟气回流比变化很小,而颗粒平均停留时间显著延长。     

内置稳燃热岛燃气锅炉内流动与传热数值模拟

1前言近年来,随着钢铁工业的迅猛发展,生产中的副产煤气大量增加。焦炉煤气和转炉煤气由于发热值高,可以在生产和生活中有效利用。而高炉煤气属低热值燃料,受到其燃烧特性的限制,很难作为远距离输送的生活用气,只能在企业内部转换利用[1]。为了充分利用自产的高炉煤气,国内钢铁     

相变换热器烟气侧流动及传热特性的数值模拟

对壁温均匀的相变换热器换热管外烟气的流动状态与翅片管的换热过程进行数值模拟,分析烟气入口速度、翅片间距及翅片管横向间距、纵向间距对流动传热特性的影响。结果表明:随着烟气入口速度的增加,换热量和烟气流动阻力均增加;一定范围内增大翅片间距,能够强化传热性能,降低烟气流动阻力;翅片管横向间距的增大能强化传热,而纵向间距的增大会减弱传热性能,二者均能够降低烟气的流动阻力。     

基于CFD的波纹片传热和流动特性的数值模拟

以翅片管换热器翅片结构为研究对象,分析不同翅片厚度和波纹角度时流体在换热器中的流动与换热情况。构建三维数学模型,利用CFD数值模拟了雷诺数为200800范围内,波纹锯齿翅片厚度为0.10.2mm,波纹角度为12°、15°、18°时对翅片的流动及传热因子的影响模拟。结果表明:翅片越薄,波纹角越小,其f因子和j因子越小。但是j因子的变化远小于f因子变化,得到当翅片厚度在0.11mm,波纹角在12°时,j/f因子达到最合适值。     

圆弧形三角翼翅片管换热器流动与传热特性的数值模拟

采用三维数值模拟方法对加装圆弧形三角翼和直三角翼涡流发生器的翅片管换热器的流动与传热耦合特性进行了研究.结果表明:Re在500～5 000时,圆弧形三角翼和直三角翼均可以提高换热器的传热能力,圆弧形三角翼强化传热的效果略低于直三角翼,但其流动阻力明显小于直三角翼;换热管顺排布置时,圆弧形三角翼换热器的综合性能比直三角翼提高了7.3%～11.5%;换热管叉排布置时,圆弧形三角翼换热器的综合性能比直三角翼提高了8.2%～9.5%;涡流发生器可以使流体产生垂直于翅片方向的速度分量,改善流场中速度场和温度场的协同性,从而增强传热能力.     

百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性数值模拟

采用数值模拟方法对百叶窗翅片管换热器空气侧传热和流动特性进行研究,分析管排数、开窗角度和翅片间距对百叶窗翅片管换热器空气侧性能的影响.结果 表明:空气侧传热系数随管排数增多而降低,最大降幅约12.5％,压降随管排数增多而增大;低雷诺数下百叶窗角度为20°时换热器具有较好的综合性能,较大雷诺数下25°为最佳百叶窗角度;随...     

太阳能多孔墙的传热与流动特性

基于二维稳态Navier-Stokes方程、饱和多孔介质Brinkman-Forchheimer Extended Darcy模型和能量双方程模型.对新型太阳能多孔墙的传热与流动特性进行了数值模拟.计算结果表明,降低空气入口流速,可减小空气流动阻力,提高多孔墙的集热效率;附加玻璃通道的太阳能多孔墙可减小长波辐射损失,并且具有收集热空气的作用.这种太阳能集热墙具有较高的集热效率.     

六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟

采用内热源结合固定电极壁温的方法替代实际电熔窑交变电场焦耳热的产生,通过数值求解基于雷诺时均的三维定常黏性N-S方程及能量方程,对某实际运行的六角形玻璃电熔窑内部的流场、温度场进行了数值模拟研究。通过与物理模拟试验结果相比对,验证了提出的内热源结合固定电极壁温方法的正确性,运用该方法对玻璃电熔窑内温度场及流场开展模拟研究,获得了其内部温度分布特点、涡系结构及流场细节,为玻璃电熔窑的设计及优化提供了一定参考。     

麻面管管内流动与传热特性的数值分析

采用三维数值模拟方法,研究了麻面管的结构参数对流体流动和换热特性的影响,运用多元线性回归的方法,分别拟合出换热与阻力的准则关联式。结果表明:管内壁面的周期性凸包对近壁处边界层有较好的扰动作用,改善了流体速度场与温度场的协同性,实现了强化换热;相比于光管,麻面管的努塞尔数Nu增幅为16%～40%,摩擦阻力系数f增幅为15%～53%,综合换热性能指标C_(PEC)范围在1.05～2.5,与光管换热器相比,当换热量与流体功耗相同时,麻面管换热器的相对换热面积可减小10%～35%,当换热面积与流体功耗相同时,相对换热量可提高1.08～1.36倍,极大地提升了换热器的经济性。