椭圆钎焊与双金属轧制翅片管传热与阻力性能的试验对比

对椭圆钎焊翅片管和双金属轧制翅片管换热器的传热及阻力性能进行试验对比研究,试验得到了一系列工况下的传热数据与管外空气流动阻力数据,给出了相应的传热系数、流动阻力曲线。从总传热系数中分离出管外空气侧的对流换热系数,得到了具有一定应用价值的管外换热的计算关联式;拟合得到了管外阻力计算关联式。结果表明:椭圆钎焊翅片管比双金属轧制翅片管的传热系数约高9%,管外换热系数约高17%,且管外空气流动阻力约低11%。     

烟气余热回收不同形式纵向翅片管模拟研究

基于理论分析和数值模拟,研究烟气余热回收采用不同形式纵向翅片管时,结构参数变化对热回收室传热性能和流动阻力的影响规律,并对比分析综合性能的优劣。结果表明相比于光滑管,平板式、百叶窗式、波纹翅片管的传热量均可增加约10%;其中,百叶窗式翅片管的传热性能和综合性能均最优,波纹翅片管次之,矩形平板式翅片管最差。     

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。     

纵向翅片管外换热特性的数值模拟研究

正翅片管具有结构紧凑、传热效率高等优点,广泛应用于石油、化工、动力、交通、制冷、暖通等领域。翅片管按照结构划分,可分为纵向翅片管和横向翅片管两大类,其中纵向翅片管具有较高传热效率和较小流动阻力,但加工工艺较为繁琐。纵向翅片能增加换热面积,提高传热系数,且产生较低流动阻力,将其用于燃气锅炉中能够显著降低排烟温度,减少排烟损失。本文以0.7MW立式燃气热水锅炉为     

开缝布置方式对开缝翅片管换热器 传热与阻力特性的影响

为了获得开缝布置方式对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明：增加开缝会提高翅片管换热器的传热性能,但阻力也随之增加;与开缝位置相比,开缝数量对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响更大;在Re=4800~7500日时,开缝翅片管换热器综合流动传热性能 随着Re数的增大而增大;在5种翅片中,开缝翅片的综合流动传热性能高于普通平直翅片;数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

翅片管冷凝器的实验研究

在风洞实验台上，对椭圆矩形翅片管束和圆管圆形翅片管束进行了对比性实验，归纳出了换热与阻力的无因次经验公式，对于管内蒸汽冷凝、管外空气横掠管束的工况，椭圆矩形翅片管具有较优的换热与阻力性能。最后，讨论了一些有关椭圆矩形翅片管冷凝器的优化问题     

NUMERICAL SIMULATION FOR THERMAL CHARACTERISTICS OF THREE DIFFERENT STRUCTURE HEAT EXCHANGE TUBES

用Fluent数值模拟的方法对光管、横向和纵向掠过的圆形肋片管、纵向流开槽伞形翅片管的换热和阻力特性进行比较,同时研究5种不同α角的开槽伞形翅片管的流动、换热、阻力特性.结果表明:当管型排布方式及雷诺数相同时,纵向流开槽伞形翅片管的传热系数为普通光管的1.4～1.8倍,横向和纵向掠过的圆形肋片管为光管的1.1 ～1.5倍,不同α角的纵向流开槽伞形翅片管中,α=105°时的换热系数最高;开槽伞形翅片管的阻力是横向掠过的圆形肋片管阻力的0.25 ～0.75倍,但高于纵向掠过的圆形肋片管阻力,不同α角的纵向流开槽伞形翅片管中,α=105°时的阻力最小.     

直接空冷凝汽器翅片管积灰流动换热的数值研究

为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的流动换热特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管外不同积灰厚度的流动换热情况,得到了夏季工况翅片管4种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速的变化曲线,非线性拟合得到了摩擦系数、努赛尔数与雷诺数之间的关联式。利用性能评价指标PEC,对翅片管束积灰前后的流动换热性能进行了比较。结果表明:随着迎面风速的增加,积灰前后的管外对流换热系数,传热系数以及流动阻力逐渐增加;随着翅片管外积灰厚度的增加,对流换热系数、流动阻力以及摩擦系数变大,传热系数变小。     

双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性试验研究

开缝翅片管换热器是在平直翅片管换热器基础上发展而来的强化传热管型,在空调、电站间接空冷系统等的传热设备中具有广阔的应用前景。为获得运行工况变化对双向开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响,进行了模化试验研究,获得了在进口水温相同的条件下,随着试件进口风温的升高,传热系数和空气侧流动阻力均减小的规律;在进口风温相同的情况下,随着进口水温的升高,对传热系数的影响不大,可以忽略不计,而空气侧流动阻力随之增大。     

新型轴对称内翅管换热过程的数值模拟

采用数值模拟的方法,对新型整体式轴对称不等高内展翅片换热管的管内流动、换热及阻力特性进行了研究,并将模拟结果分别与实验测量值和光管经验公式计算值进行了比较,结果表明:数值模拟结果与实验测量结果和经验公式计算结果符合得较好;新型内翅片管的强化换热效果最好,其换热系数约为光管的1.67~2.27倍,为中心对称翅片管的1.17~1.35倍;内翅片管的阻力系数是光管的1.44~2.20倍,中心对称和新型内翅片管具有基本相同的阻力系数;8翅和10翅新型内翅片管的综合性能参数较优.     

单向开缝翅片管换热器传热与阻力性能的数值模拟及试验研究

对一种单向开缝翅片管换热器进行了数值模拟及试验研究,分析了不同翅片间距及管径下单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能的变化规律。数值模拟和试验结果的对比表明,采用数值模拟方法研究单向开缝翅片管换热器的传热与阻力性能是可行的。     

两种内翅片管对流换热特性数值模拟

应用层流模型及湍流模型数值模拟方法,结合两种边界条件处理方法分别对两种纵向内翅片管内的流动与传热性能进行了研究,其中湍流计算采用可实现 k～∈两方程模型.将两种计算模型数值结果与实验结果进行了对比,结果表明:湍流模型数值模拟结果较层流更接近于实验值,同时发现两种内翅片管内流动从层流发展到湍流的临界雷诺数远小于传统光管的临界雷诺数.针对湍流模型模拟结果分别拟合出了两种内翅片管Nu-Re及f-Re的关联式,拓宽了实验数据的应用范围;通过场协同原理定量对比分析了两种内翅片管强化换热机理,研究表明纵向突起内翅片管的场协同程度好于纵向平翅片管,起到强化传热的作用.     

管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响

为了获得管间距对开缝翅片管换热器传热与阻力特性的影响规律,对5种不同翅片管换热器进行了数值模拟研究,并进行了模化试验验证。结果表明:开缝翅片管束的传热和阻力特性与翅片侧气体的Re数有关,随着Re数增大,翅片侧Nu数增大,摩擦因子f逐渐减小;纵向间距S2对开缝翅片管换热器的综合流动传热性能的影响较大。数值模拟与试验结果偏差较小,采用数值模拟方法能够比较准确地分析开缝翅片管换热器的传热与阻力特性。     

三角扰流蛇形翅片管流动换热特性数值研究

蛇形翅片管作为空冷凝汽器基本换热面,其流动与换热性能对空冷电站经济性有着重要影响,基于此,对三角扰流蛇形翅片管的气侧换热及流动特性进行了数值研究,分析了流体温度、压力沿流程方向的变化规律以及迎面风速、扰流三角个数、扰流三角尺寸等因素对蛇形翅片管换热及流动性能的影响,结果表明三角扰流部位局部阻力是沿程阻力的25%～70%,扰流三角对换热有明显的促进作用,换热系数最大提高37%.本研究可为蛇形翅片管的设计及优化提供理论参考.     

圆弧型开缝翅片管空气冷却器传热与阻力特性试验研究

对3种不同翅片间距的圆弧型开缝翅片管空气冷却器进行试验研究,得到迎面风速在1.0~3.0 m/s空气侧传热与阻力特性变化规律,分析了迎面风速、翅片间距对换热器传热与阻力特性的影响;雷诺数Re在1200~3800,综合性能指标随着Re的增大而增大;当Re1800时,Pf=1.7 mm的综合流动传热性能最好,当Re1800时,Pf=2.5 mm的综合流动传热性能最好;圆弧型开缝翅片管的综合流动传热性能比平直翅片管高。     

非对称翅片管换热器传热和阻力特性的数值分析

基于COMSOL软件建立了一种非对称翅片管换热器的三维模型,对空气侧的流动和传热特性进行了数值研究,与平直翅片管换热器进行对比,并进一步分析了不同雷诺数下交错角β对非对称翅片管换热器性能的影响.结果表明:在Re为3 239~9 700内,与平直翅片管换热器相比,非对称翅片管换热器的传热因子增大,平均增大量为13.95%,阻力因子减小,且随着Re增大其减小效果更加明显,平均减小量为4.80%;以MJF作为评价标准,且其他结构参数不变时,β=30°时MJF最大,换热器的综合性能最好.     

径向错列翅片管内凝结对流换热数值模拟分析

采用数值模拟方法,对径向错列翅片管内含不凝结气体水蒸气的凝结对流换热及阻力特性进行了综合分析。将编写的自定义函数(UDF)导入ANSYS FLUENT软件,对新型强化管传热性能和阻力性能进行了数值模拟,并根据管长方向壁面上蒸汽质量分数的变化情况,讨论分析了凝结过程中翅片管传热性能的变化规律。分析结果表明:与光管相比,内翅片管的强化传热效果随翅数增多、翅片换热接触面积增大而更加显著;另一方面,翅片管的流动阻力相应增大,对管路换热产生不良影响。在所研究翅型范围内16翅y=2x~2型翅片管综合强化换热效果更优;此外随着换热过程的持续,蒸汽凝结逐渐放缓;入口速度增大导致水蒸气凝结不充分,对换热效果的提升有一定制约。     

空冷凝汽器翅片管换热器阻力特性数值研究

水资源的匮乏使节水性能显著的直接空冷式发电厂在缺水富煤地区得到了迅速推广.翅片管换热器作为空冷凝汽器的基本组成单元,其流动特性是决定空冷凝汽器运行性能的关键因素.应用计算流体力学(CFD)方法,对不同迎面风速下单排及双排翅片管换热器的阻力特性进行了数值模拟.计算结果表明:对于2种不同形式的翅片管换热器,空气侧流动阻力皆随着迎面风速的增加而升高;双排管的流动阻力略大于单排管,且随着迎面风速的增加,双排管管束相对于单排管管束的压力损失增幅呈上升趋势.通过比较不同数量网格模型的数值模拟结果,验证了网格无关性,证明了模拟结果可靠.研究结果对提高空冷凝汽器乃至空冷电厂的运行经济性都具有重要的参考价值.     

H型鳍片管的传热与流动特性试验研究

H型鳍片管是一种新型高效强化传热管。对一定结构的H型鳍片管与螺旋翅片管换热器进行了比较性半工业试验研究,得到了H型鳍片管换热与阻力准则关系式,并与相同结构参数的螺旋翅片管进行比较。根据实验结果得出:H型鳍片管换热与阻力特性均优于同结构参数的螺旋翅片管。     

锯齿螺旋翅片管束换热和阻力特性关联式的比较

首先,对已有的锯齿螺旋翅片管换热与阻力特性关联式进行了整理与总结,继而通过对12个锯齿螺旋翅片管束进行风洞实验,比较和验证了相关的换热与阻力特性关联式。结果表明:(1)不同研究者所提出关联式的预测结果相差较大;(2)Weierman1976、ESCOA1979及Chen1998关联式的预测结果与实验结果相符较好,偏差均在20%以内,其中ESCOA1979关联式与实验结果相符最好,偏差在10%以内;(3)相同条件下与连续螺旋翅片管关联式预测结果相比,锯齿螺旋翅片管翅侧换热增大较多,而阻力变化不大。