管内多孔质表面强化低温液体沸腾传热的研究

采用特殊结构表面强化传热管的换热器,国外最近几年有所发展。表面多孔管换热器是其中之一,在美国己应用于空分设备主冷凝器中。我国也进行了这方面的试验研究。据初步了解,研制多孔管及进行强化传热试验的单位有:北京化工研究院、华南工学院(前为广东化工学院)、天津大学、西安交通大学、浙江大学、大连工学院及我所等。本期我们刊登两篇这方面的文章,同时将了解到的这方面的文献,作了文摘,一并汇列,供有关同志参考。——本刊编者     

管内多孔质表面强化低温液体沸腾传热的研究

本文从节能观点简述了研制与推广应用多孔质换热表面的重要意义，就高温烧结法加工管内多孔质表面强化低温液体（液氮)沸腾传热进行了研究。实验结果表明，高温烧结管内多孔质表面的传热性能优于电镀多孔质表面与低肋（细螺纹)表面，其沸腾传热温差一般可降为光滑平表面的十分之一立右。根据实验数据，并用动力学型论模型分析讨论了不同的烧结金属材料及其粉末的平均颗粒直径，烧结层厚度等因素对传热性能的影响。运用因次分析法，由实验数据拟合出传热计算的关联式，可在一定范围内估计多孔质表面的传热性能。     

垂直管内沸腾传热实验研究

重点介绍垂直管内低过热度下沸腾传热性能的测试装置和方法、数据处理及相关计算方法。实验装置采用套管换热器模型,以蒸汽为热源,整体构成一逆流换热空间。通过测取蒸发速度、温度等相关参数,得到在不同蒸汽压力、温度下的总传热系数、沸腾传热系数与热流密度、蒸汽侧压力的关系曲线,从而得出单管在何种状态下沸腾传热性能,并对两试件(光管和高通量管)进行性能对比实验研究,比较其传热性能。     

蒸发管内传热研究的新进展

本文阐述了近年来对制冷剂在蒸发管内蒸发时强化传热的研究工作进展.不仅列出了纯制冷剂(R22)在同螺旋槽管、交叉槽管和人字形槽管内,在不同质量流速下的表面传热系数,还列出了替代混合制冷剂R407C在强化蒸发管中的表面传热系数.文中还说明了各种强化蒸发管的传热机理.     

工质和管材及管径对强化管内冷凝传热影响研究

为评估制冷工质和管材及管径对强化管的冷凝传热影响规律,采用实验方法对R410a和R22在内螺纹管内的冷凝传热进行了测试。所采用的管外径包括7 mm和9.52 mm,管材料包括铝和铜。制冷剂的冷凝温度为47℃,质量流速为200—400 kg/(m²·s),入口干度从0.1—0.8变化,出口干度比进口干度低0.1。研究结果表明,波状分层流和环状流的转变干度介于0.4—0.5之间。R22的冷凝压降显著高于R410a,且压降增速快于R410a;当干度介于0.2—0.4时,R410a和R22的冷凝传热系数较为接近。干度与PF呈负相关关系,干度的增加并没有带来PF的改善,R410a和R22的PF比较接近。7 mm铜管和铝管管壁导热热阻与制冷剂冷凝热阻之比小于2%,制冷剂侧冷凝热阻占主导地位;管径对冷凝传热的影响远高强化表面结构,随着管径的减小,剪切力和表面张力逐渐取代重力,成为主导力,有利于去除和稀释底部的液膜。     

卧式热虹吸式蒸发器的管内蒸发传热及强化

介绍了卧式热虹吸式蒸发器的结构和工作原理。工业制冷系统中的热虹吸式蒸发器是利用制冷剂的位差和密度差作为循环动力。位差和密度差越大,蒸发器中的制冷剂循环倍率越大,更有利于传热。制冷剂在水平管内流动时,换热管上的环形凸肋使管内制冷剂周期性地形成漩涡,增加了换热管内底层液体的湍动程度、减薄了传热边界层厚度,提高了换热管内的传热系数。     

氨冰机折流杆冷凝器的传热强化研究

本文提出了卧式折流杆螺旋槽管冷凝器的理论和实验研究。通过表面张力控制冷凝模型,导出壳程传热系数计算方程式,同时也建立了亮侧两相流压降计算模型。理论研宄与实验和通过冰机氨冷凝器的工业试验结果明:折流杆冷凝器和传统冷凝器相比,其传热系数提高了0.65～1倍,壳程压降减少了3/4。     

管内流噪声测量技术研究

为了解决测量管道内流体噪声的问题,我们尝试了附加测量水箱的测试方法。经分析,这种测量方法较好地解决了管道内的水噪声和压力波动分离的问题。通过试验验证,证实了这种测量装置及测量方法所测量的噪声能反映管道内水噪声的特性。     

不同粒径微米/亚微米颗粒布朗运动的实验研究

利用显微粒子追踪测速系统(Micro-PTV)对四种不同粒径(2μm、1μm、0.71μm、0.52μm)的颗粒在纯水中的布朗运动进行了实验研究.使用波长为532nm的连续激光器、电子倍增CCD(EMCCD)相机以及放大倍率为63倍的显微物镜得到颗粒图像.对原始图像进行处理,借助于Video Spot Tracker软件获得相邻两帧图像中示踪颗粒的单步位移,在此基础上计算颗粒在纯水中的实验扩散系数,分别为0.191μm2/s,0.391μm2/s,0.579μm2/s及0.746μm2/s.将计算结果与采用Stokes-Einstein公式计算的无限大空间单个颗粒理论扩散系数进行了比对,偏差在10%以内,实验值略小.实验结果能够正确反映微米(μm)/亚微米颗粒布朗运动的特征.     

R410A在7 mm水平强化管内冷凝传热性能的实验研究

为了研究R410A制冷剂在1根光管和5根水平管内强化管冷凝换热特性,搭建一套集蒸发/冷凝于一体的水平单管换热实验台,研究变质量流速、变管型、变冷凝温度等参数对管内冷凝换热特性的影响.结果表明:保持环状流状态有利于强化传热;较大的螺旋角能够增大铜管内表面积和增加湍流效应,有利于强化传热;降低冷凝温度可以提高液相导热性能及...     

水平管内四氟甲烷流动沸腾传热实验研究

实验测定了四氟甲烷(R14)在内径为6 mm的水平管内两相流动沸腾传热特性.实验测试的压力范围为0.22-0.60 MPa,热流密度范围19.9-73.6 kW/m2,质量流量范围370-862 kg/m2s.实验结果表明,传热系数随质量流量的增大而有一定程度的上升,而热流密度及饱和压力与传热系数呈明显的正相关关系.将实验数据与已有文献模型的计算结果进行比较发现,Kandlikar模型、Gungor-Winterton模型以及Shah模型与实验数据的关联性较好,平均偏差均在15％以内.     

Cu-水纳米流体对流换热特性研究

建立了测量纳米流体流动与对流换热性能的实验系统,探讨了不同pH值、分散剂浓度和纳米粒子质量分数对Cu-水纳米流体对流换热性能的影响。结果表明:pH值对Cu-水纳米流体对流换热系数的影响较小,这个现象启发了我们将纳米流体应用到未来工业中,可以不考虑pH值对纳米流体对流换热性能的影响。分散剂加入量是影响Cu-水纳米流体对流换热系数的重要因素,从分散稳定、导热系数和对流换热系数提高三个方面来考虑,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%十二烷基苯磺酸钠被选为最优化浓度。另外,Cu-水纳米流体的对流换热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,但其对流换热系数的增加明显低于导热系数的增加。     

强化管内流动沸腾换热研究现状

介绍了强化管内流动沸腾换热国内外的研究现状,分析了微肋管内流动沸腾换热的影响因素,并且给出了几个实用的微肋管内沸腾换热关联式,最后对微肋管内沸腾换热的研究方向进行了讨论.     

低温水热合成由纳米颗粒自组装而成的CdS亚微米和微米球

通过传统的水热技术,以CdCl2.2.5H2O和Na2S2O3.5H2O为镉源和硫源,在相对低的温度(100℃)下水热合成了CdS亚微米和微米球。X射线衍射(XRD)分析表明了产物是六方相CdS,电子扫描电镜(SEM)和透射扫描电镜(TEM)观察展示了产物是由大量的粒径为10~20nm的颗粒自组装成的亚微米和微米球;对微米球的拉曼(Raman)谱图、光致发光(PL)谱图和影响产物形貌的因素等进行了分析。     

多孔层管内液氮自然循环饱和沸腾传热研究

试验研究了大气压下自然循环饱和液氮在国产多孔层管内沸腾传热特性。在整理并分析数据的基础上提出了多孔层管内流动结构及无因次准则式。     

柴油机流固耦合传热仿真研究

为解决发动机活塞组-缸套-冷却水-机体之间传热边界条件难以确定的问题,尤其是冷却水和缸套、机体之间的流固边界的温度和换热系数,将这几个部件作为一个耦合系统进行传热研究.该系统既包括了流体和固体之间的流动与传热的耦合,也包括了固体与固体之间的耦合传热.利用有限元分析软件的流固耦合计算功能,以所建立的某增压柴油机的流固耦合系统为例进行了仿真计算,得到了耦合系统的温度场和流场.这样把单个零件的传热外边界条件变成内边界,使得传热仿真更合理更简单.和实验测量值的对比结果表明:仿真结果与实测数据吻合较好,用流固耦合方法模拟柴油机活塞组-缸套-冷却水-机体之间的稳态传热是可行的.     

微米、纳米颗粒国家标准测量装置的研究

研究的目标是建立一套可溯源至激光波长的微米、纳米颗粒国家标准测餐装置,它用扫描电子显微镜高倍数放大、对准和定位颗粒影像,采用纳米位移扫描工作台和激光干涉仪测量微米、纳米量级的标准颗粒直径,其测量标准不确定度可优于5 nm+5×10~(-3).通过文中测量认证的标准颗粒校准各类不同原理和测量范围的颗粒测量仪器,达到各型颗粒测量仪器的量值准确和统一,并溯源至激光光波波长.     

液体除湿空调的传热强化研究

分析了纳米流体强化传热的机理,提出了在除湿溶液中添加纳米铜粒子以提高其传热性能的可行性,并实验测试了在加热和冷却条件下,氯化锂溶液添加纳米铜粒子前后的(传)导热性能变化以及常温下纳米铜粒子的体积分数的影响。实验结果表明:无论加热还是冷却过程,纳米溶液的传热性能都明显高于纯氯化锂溶液,纳米铜粒子的高导热系数,促进了溶液内部热量传递;纳米氯化锂溶液的导热系数随着铜粒子在溶液中质量分数的增加而增大,体积分数小于0.03时,实验结果符合Maxwell模型计算值;大于0.03,铜粒子含量越高,两者偏差越大;纳米铜粒子对于液体传热性能的影响因基液的不同而差别较大。     

平板太阳能集热器强化传热特性研究

介绍平板太阳能集热器的典型结构、传热特性及数学模型,综述平板太阳能集热器改进透明盖板,设置透明隔热层,改进吸收涂层,优化吸热板、采用纳米流体等强化传热措施及发展趋势。