板式换热器火用传递特性研究

文中运用推导逆流换热器对数平均温度的方法,得到了板式换热器中冷热流体及板上的温度分布.在此基础上运用火用传递理论,推导出了热流体至板、板至冷流体的局部火用传递系数.以某板式换热器为例进行了算例分析,从火用传递角度分析了该换热器的换热性能,此结果可以作为对板式换热器进行优化和改进的一种可行有效的重要参考.     

电站锅炉(火用)传递描述

能量的传递和转换必然伴随其"质"--(火用)的传递和转换.能量在传递和转换过程中其量守恒,而炯在传递和转换过程中其量不守恒,因此(火用)必有其独特的传递和转换规律.常规(火用)平衡分析综合热力学第一定律和第二定律,以(火用)效率为评价指标,属于静态热力学研究.参照工程(火用)传递评价准则,提出了堋传递系数、(火用)流密...     

高压给水加热器(火用)传递系数特性分析

在考虑管壁壁厚热阻和管壁污垢影响的情况下,导出了高压给水加热器水侧和汽侧的温度分布和给水管壁温度分布计算式.在考虑温筹和压降的情况下,导出了高压给水加热器水侧和汽侧的局部(火用)传递系数.计算式中体现出了两者内在的耦合关系,通过分析(火用)传递系数得出高压给水加热器的各段的传(火用)量以及(火用)损分布,为确定合理的运行参数以及优化结构参数提供参考.     

熵与(火用)及(火用)分析与(火用)传递

能量与能质寓于同一的客观属体--能,又分别表征能的不同的客观属性.热力学可划分为基础热力学和应用热力学两大类,相应地形成了分别以熵和(火用)为核心的两个热力学参数框架体系.(火用)理论的直接应用是(火用)分析法;其扩展应用是与经济学结合产生的热经济学,与传输学结合产生(火用)传递理论.     

试论工程(火用)传递的基本方式

基本Yong传递方式的科学确定,对复杂Yong传递过程或系统的研究极具价值。在分析评述现有研究成果的基础上,提出了作为基本Yong传递方式的充要条件。对多种复杂Yong传递系统的分解、分析,积累了丰富的Yong传递形式资料。据此提出四种基本Yong传递方式,作为应用列举了二个复杂Yong传递系统分解实例。     

换热器性能的火用经济评价

通过对换热器传热与流动过程的(火用)经济分析,提出了一项换热器性能(火用)的经济评价指标--单位传热量的总费用η,并对顺流、交叉流和逆流三种流型的换热器进行了(火用)经济分析和优化.本文的有关方法和结论可为工程上换热器的性能评价提供参考.     

工程常见输(火用)元的特性准则及其计算

输元是组成传递模型的基本单元.提出三类9项输元特性准则.研究确定传热传递、能量转换传递、传质传递三大类8种典型输元的特性准则,并给出了相应的计算式或表达式,为规范建立基本工程传递模型、简化复杂系统的工程传递分析提供了基础.     

电站锅炉传递描述

能量的传递和转换必然伴随其"质"--(火用)的传递和转换.能量在传递和转换过程中其量守恒,而炯在传递和转换过程中其量不守恒,因此(火用)必有其独特的传递和转换规律.常规(火用)平衡分析综合热力学第一定律和第二定律,以(火用)效率为评价指标,属于静态热力学研究.参照工程(火用)传递评价准则,提出了堋传递系数、(火用)流密度、(火用)损率等评价指标,并针对某台锅炉机组进行了(火用)传递分析,通过与常规的传热及(火用)平衡分析比较,提供了一些新的技术评价信息.     

HAT循环饱和器工质(火用)计算分析及(火用)效率

饱和器是HAT循环中的关键部件,对其性能的认识关系到整个系统的性能分析。运用的方法,计算了饱和器工质湿空气和水的值,分析了不同参考点的温度和湿度对值的影响规律,以及物理和化学扩散随湿空气温度的变化情况。通过建立饱和器平衡模型,采用了目的效率作为饱和器效率。计算结果表明：湿空气值随参考点的温度和湿度变化规律为：先减小,直到最低点为零,然后不断增加,值始终大于(等于)零,并且与参考点参数差距越大,值越大。当湿空气温度增加,物理所占比重减少,而化学扩散的比重增加,在到达一定温度后,化学大于物理。     

壳管式海水换热器污垢状况的火用评价方法研究

分析了壳管式海水换热器管程结垢后换热强度及流动压降变化对换热器火用损失的影响,提出了一种利用(火用)损失系数评价换热器污垢状况的方法.该方法比通过检测污垢热阻评价换热器污垢状况的方法更全面,更简捷.     

Heat Transfer and Exergy Analysis of a Spiral Heat Exchanger

The heat transfer effectiveness of a countercurrent spiral heat exchanger is expressed as a function of number of transfer units, ratio of flow capacity rates, number of spiral turns, and dimensionless start-point angle of spiral (dimensionless angular angle of the start point of a spiral curve constituting the solid wall of the heat exchanger). The heat transfer effectiveness is weakly dependent on the dimensionless start-point angle of spiral, but moderately increases with the number of spiral turns. As the number of spiral turns is larger than 20, the heat transfer effectiveness of the spiral heat exchanger approaches that of a counterflow heat exchanger. The heat transfer effectiveness of the spiral heat exchanger has a maximum. The optimum number of transfer units at the maximum heat transfer effectiveness increases with the number of spiral turns, whereas it increases with a decrease of the ratio of flow capacity rates. In the second-law analysis, an optimum hot flow-to-cold flow capacity-rate ratio is found. For obtaining a large net recovered exergy rate, the spiral heat exchanger needs to possess a large number of transfer units (greater than 2.0) and operate at a near balanced-flow condition. In addition, a small consumed mechanical power is demanded.     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

折流杆换热器中折流杆形状对流动和传热特性的影响

采用数值计算方法,以水为流动介质研究了不同类型的折流杆式换热器,并分析了其流动与传热特性.在Re为3000～21000时,方杆的换热效果明显优于圆杆,最多高出圆杆40%～50%,但其阻力最多却增加了3倍.采用h/△P作为综合性能评价参数,结果表明折流杆的形状为固杆时综合换热效果最好.     

圆形翅片管换热器在余热回收中流动与传热特性

对一台用于烟气余热回收的圆形翅片管换热器进行结构分析,在实测数据的基础上,采用数值仿真模型对该换热器翅片间流体进行三维模拟研究,分析换热器的流场特性,包括翅片间气体流速、温度分布、压力损失、传热负荷等。结果表明在Re为8 300时,模拟的压差与理论计算基本吻合,且有翅片截面的烟气压力损失比不含翅片截面压力损失大7.7%,同时对不同高度的翅片对换热特性的影响做了模拟,为圆形翅片管换热器在余热回收的应用提供理论依据。     

Characteristics of Fluid Flow and Heat Transfer in the Shell Side of the Trapezoidal-like Tilted Baffles Heat Exchanger

Periodic whole cross-section computation models are established for segmental baffle heat exchanger, shutter baffle heat exchanger, and trapezoid-like tilted baffle heat exchanger. The reliability of models is verified by comparing the simulated results to the results obtained from the Bell-Delaware method. Due to the orthogonal assembly of the baffles, the shell side fluid shows the twisty flow of trapezoid-like tilted baffle heat exchanger. The essential mechanism on disturbing flow and heat transfer enhancement is revealed by defining the non-dimensional factor η of the shell side fluid flow direction of heat exchanger and the field synergy principle. The results show that at the same Reynolds number, the shell side fluid convection heat transfer coefficient of trapezoid-like tilted baffle heat exchanger is 12.43%-24.33% and 6.71%-11.51% higher than those of segmental baffle heat exchanger and shutter baffle heat exchanger, respectively. The shell side fluid flow velocity field and the pressure gradient field of trapezoid-like tilted baffle heat exchanger and shutter baffle heat exchanger decreases compared with that of segmental baffle heat exchanger, so the shell side fluid flow resistance and pressure drop is increased; the shell side comprehensive performance of trapezoid-like tilted baffle heat exchanger is 5.85%-9.06% higher than that of segmental baffle heat exchanger, and 15.27%-23.28% higher than that of shutter baffle heat exchanger. In this study, a baffle structure with higher efficiency of the energy utilization for the heat exchanger is provided.     

双管程热交换器换热特性研究

通过对双管程热交换器结构和工作原理介绍,利用经典对流换热理论,采用定性判断和定量比较的方法,分析双管程热交换器与管壳式换热器的换热能力。对双管程热交换器而言,换热能力上,竞争优势明显;流动阻力上,无明显优势。在低品位能源余热利用方面,对深化双管程热交换器的研究,优化设备结构、降低成本有一定意义,值得工程技术人员借鉴与参考。     

折弯弓形折流板换热器流动换热性能研究

为了提高折流板换热器的换热性能,改变了折流板换热器的折弯夹角和折流板间距,利用ANSYS Fluent对换热器壳程流体流动与换热过程进行模拟,分析了不同折流板折弯夹角α (110°,135°,170°和180°)、折流板间距（250,300和350 mm)和雷诺数（10 000,20 000和50 000）对换热器壳程压力、速度和温度的影响。结果表明：增大雷诺数对改善流动死区有很大的作用,雷诺数为50 000时的流动死区相对于雷诺数为10 000时面积减小较大;随着夹角α的减小,折流板背流侧的流动死区面积逐渐减小、换热器的表面传热系数和进出口压降力越大,夹角α为110°时出口温度最小、进出口压降最大,夹角α为135°时PEC最大且换热器综合性能最优;折流板间距增大,压力变化梯度减小,压差变化幅度减小,壳程出口温度变化不成正比关系,间距为300 mm时出口温度最低。     

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。     

一体化外置式换热器的物料流动特性

对循环流化床锅炉一体化外置式换热器在单边运行时的物料流动特性进行了冷态试验研究.结果表明:该外置式换热器具有很好的自平衡特性;各仓室流化风速的改变会引起颗粒夹带速率及各仓室压力分布的变化,通过调节各仓室的流化风速可以很好地控制进入外置式换热器和回料密封的物料流量.同时,还建立了孔口两侧压差与通过孔口处的固体流率之间的经验关系式,并定义了孔口流量系数.试验数据表明:所建立的关系式可以很好地用于预测固体流率与孔口压降之间的关系.