新型内冷式薄膜蒸发器的传热与蒸发性能

研究了带冷凝器的新型内冷式薄膜蒸发器的传热与蒸发性能，采用正交实验，发现在进料流量、刮板转速和夹套加热温度这3个因素中，对总传热系数和蒸发速率的影响最大的是夹套加热温度，其次是进料流量，最小的是刮板转速，同时还发现物料在接近蒸发器的蒸发温度下进料，能充分利用地利用蒸发面积，提高传热系数和蒸发速率。     

转速对板式回转换热器内颗粒传热性能的影响

采用试验的手段,对研制的板式结构回转换热器内颗粒的传热性能进行研究,开发了一套筒体外径为273mm、长度1 m的小型板式回转换热装置试验平台。试验采用电加热的方式,选用平均粒径d_p=2 mm的石英砂作为试验颗粒,分析了填充率F=10%、电加热功率250 W的情况下,颗粒层传热性能随转速的变化规律。研究表明,试验初期颗粒层平均温度及加热板壁面温度都随着试验时间的推移呈上升趋势,且加热板壁面温升较快,随着颗粒层平均温度与加热板壁面温差逐步减小,传热系数在平均值的±25%范围内波动。在恒定加热功率的条件下,颗粒层平均温度随着转速的增加而升高,随着试验时间的推移,颗粒层的平均温升趋势也变得缓慢。转速的提高强化了颗粒层与加热板之间的热量传递,颗粒层与加热板间的传热系数和有效传热系数都随着转速的提高呈线性增长。     

最大叶片式桨在黄原胶假塑性流体中的传热性能研究

研究了非牛顿假塑性黄原胶溶液中最大叶片式搅拌桨的传热性能.考察了此桨在黄原胶溶液混合过程中的功耗、气含率、氧传质系数KLa等的变化规律以及通气和不同搅拌转速对搅拌釜内传热过程的影响,测得了不同操作条件下的温度场及传热系数,建立了Nu和Re,Pr之间的关联式.结果表明,最大叶片式搅拌桨的传热系数可以达到250W/(m2.K),能够强化高粘假塑性流体的传热过程.     

自动清洗自然循环式高效节能蒸发器的常压中试研究

为解决蒸发器的结垢问题，设计了一种自动清洗自然循环式高效节能蒸发器，其关键是能否在合理的加热温差下产生足以带动自动清洗螺旋扭带可靠自转的自然循环推动力，为此设计了一套中试装置。常压蒸发条件下的中试结果表明：在传热温差26℃时，自然循环推动力可达0．11MPa以上，传热系数可提高10％以上，能可靠地带动扭带自转实行连续地自动清洗，且该技术与现有蒸发生产工艺和加热蒸汽压力条件完全适应，使用推广后能为生产企业创造较高的效益。     

太阳能热化学混合储能装置的储热性能

结合化学储能和显热储能设计新型太阳能热化学混合储能装置,利用碟式太阳能系统实验研究混合储能装置的储热性能.实验结果表明,太阳直射辐射强度约为600W/m2时,储能装置20min即可达到甲烷二氧化碳重整所需温度(750℃),但装置内部温度分布不均匀.根据储能装置传热规律与聚光太阳能非均匀分布特性建立数值模型,发现储能装置的温度分布和变化规律与实验相符,系统加热过程中温度分布具有不均匀性和非稳态性.     

基于多物理场计算的微波加热均匀性研究

针对微波加热液体过程中存在温度分布不均匀的问题,提出利用锚式搅拌桨对被加热液体进行搅拌的办法。通过多物理场耦合计算对微波加热静止的去离子水和加热过程中用锚式搅拌桨以不同转速搅拌去离子水的过程进行仿真,研究了搅拌对去离子水温度分布和变异系数的影响,并通过实验验证。结果表明,与去离子水处于静止状态的加热效果相比,锚式搅拌桨的引入可以减小去离子水内部温差且随着搅拌桨转速提升其对加热均匀性改善效果更加明显。     

空心静叶蒸汽加热除湿传热特性的研究

针对空心静叶蒸汽加热除湿过程中加热蒸汽侧凝结换热、叶片固壁热传导以及主流蒸汽侧沸腾换热的传热特性,开展了平板蒸汽加热除湿实验和一维理论分析。研究了主流蒸汽马赫数和加热温差对传热特性的影响,并基于实验数据拟合了蒸汽加热除湿过程的综合传热系数关联式。研究结果表明,一维理论分析得到的综合传热系数与实验值偏差小于10%,可用于汽轮机空心静叶蒸汽加热除湿的方案设计中。主流蒸汽马赫数的增大有利于叶片外表面的水膜蒸发,从而增大主蒸汽侧的沸腾换热传热系数,马赫数为0.28、0.31时,主流蒸汽沸腾换热的热阻最大;马赫数为0.42时,固壁导热过程的热阻最大。主流马赫数是影响综合传热系数的主要因素,加热温差的影响很小,马赫数为0.42时的综合传热系数达到马赫数为0.28、0.31时的2倍左右。     

智能型实验用红外加热反应釜温度控制系统的设计与实现

实验用化学反应釜是实验室常用的一种反应容器,使各种化工物料在较高的压力和温度下充分搅拌,从而强化传质和传热。温度是其主要被控制量,保证实验质量的重要因素之一。本系统采用节能型红外夹套式加热器加热,气体制冷以及上、下位机结合数据采集的方案。介绍了基于VB6.0的上位机监控界面开发和基于STC-89C52单片机的下位机控制器的设计,包括控制器软硬件设计、上下位机串口通讯、数据存取与实时数据显示等。同时应用到实验室反应釜进行温度控制,验证了设计可行性和有效性。     

搅拌对箱式混合澄清槽流动性能的影响

针对当前混合澄清萃取槽存在的问题,提出了改进的新型混合澄清萃取槽.采用专业的流体力学数值模拟软件ANSYS/FLUENT,对新型萃取槽内流场情况进行了模拟研究.结果表明,在油水两相流速分别为0.22和0.11 m/s,混合室搅拌转速为800 r/min,澄清室搅拌转速为20 r/min时,与传统萃取槽相比,在搅拌作用下,新型萃取槽澄清室内桨叶附近的混合带更窄,两相分离效果更佳;混合室内桨叶上下方流场呈涡旋流,与六直叶涡轮桨搅拌特点相符.     

混凝土蓄热装置传热研究

蓄热装置是太阳能热发电系统中的关键部件之一。对混凝土蓄热装置的传热过程进行了模拟研究,得到了混凝土蓄热器内部的温度等特征参数,并对影响因素进行了分析,结果表明混凝土较大的导热系数有利于提高蓄热温度,导热油进口温度和速度较大的时候,明显提高了换热效果,增加了蓄热装置的蓄热量。     

连铸二冷传热系数测定仪的研制

本文说明了测定传热系数对连铸的重要性,给出了计算传热系数的方法。所研制的传热系数测定仪包括加热控温系统、温度信号放大与采集系统、数字计算与打印系统等。测定仪装有8位单板计算机和24行微型点阵式打印机。从加热温度传感器到打印测定结果,整个测试过程可连续自动进行。在同样条件下的测定结果稳定可靠。     

水平光滑管外油自然对流换热的电场强化效应

对水平光滑管外油的自然对流高压直流电场强化换热效果进行了实验研究,实验确认了对自然对流换热性能很差的油类工质施加高压电场能够有效地促进换热强化,同时比较系统调查了换热系数强化率与电场强度、油温、热负荷之间的相互耦合关系,发现换热系数强化率基本不受热通量的影响,而与电场强度存在强函数关系,实验中,当外加电压为４ＫＶ时的对流换热系数比大空间内自然对流换热系数约提高１倍。     

新型强化传热螺杆结构传热性能数值研究及场协同分析

利用CFD软件fluent对普通螺杆结构和新型强化传热螺杆结构在塑化计量段中的三维非等温流场进行数值模拟,研究两种结构流道内熔体的速度场、轴向和径向温度场、对流传热系数及场协同角的不同。结果表明：在塑化过程中,新型强化传热结构存在着径向的对流传质过程,加强了径向的对流传热,因此有较好的径向温度分布;新型结构较普通螺杆结构有较高的对流换热系数和较好的场协同性,从而加强了螺杆的对流传热。     

基于Fluent的纸浆模塑热压定型加热板温度均匀性分析

模内热压定型是纸浆模塑餐具生产过程中的一种常用干燥方式,它是将成型后获得的湿纸模胚在被模具挤压与抽真空的条件下进行加热。加热板作为热压定型机的热源,其工作表面的温度均匀性影响着制品的干燥质量。针对纸浆模塑热压定型过程中加热板的温度不均匀性问题,文中提出了一种联合仿真与正交试验的优化方法。首先,对加热板的工作过程进行分析,建立了加热板的传热模型;然后,基于Fluent对加热板进行温度场的数值模拟,根据温度场分布结果将油路结构中的高温区域与低温区域尽可能交错,设计了4种新的迷宫式油路结构;最后,以油路结构、油路平面高度、加热板厚度和油路截面直径设计了4因素4水平的正交试验,并进行了极差分析与方差分析。结果表明：在实际干燥过程中,工作表面的最高温度为224.47℃,最低温度为209.92℃,温度极差高达14.55℃,温度标准差为3.01℃;加热板厚度和油路直径的大小对温度极差的影响显著,油路结构对温度标准差的影响显著。基于以上分析改进了加热板的结构,与原设计方案相比,加热板工作表面的温度极差降至7.27℃,温度标准差降至1.09℃,保证了加热板温度的均匀性,提升了纸浆模塑产品的质量。     

沥青路面热风循环加热机理与加热机作业参数研究

路面加热机是整个就地热再生机组的基础,加热机加热路面后的效果对路面再生质量有直接的影响。以热风循环式加热机工作装置为研究对象,运用多圆形喷嘴射流冲击模型对其作业过程进行分析。通过相关理论计算得出了喷嘴的排列方式、喷嘴孔直径、加热板离地高度、射流速度、热风温度等参数与沥青路面表面换热系数的关系。计算表明:三角形交错排列和矩形排列对路面换热系数的数值影响基本一致;再生作业中,当热风的冲击速度较大时,随着加热板离地高度的增加表面换热系数降低;当热风的冲击速度较小时,加热板离地高度对表面换热系数影响较小。     

板翅式机油冷却器传热性能和阻力特性的实验

选取了发动机机油冷却器的4个主要厂家生产的同一型号的8个板翅式机油冷却器进行了传热和阻力特性的实验研究.结果表明,由于生产工艺的不同,机油冷却器的传热性能和阻力特性有较大的差异.根据机油冷却器传热性能和阻力特性的实验数据拟合了换热量、阻力、传热系数随机油流速的变化关系,可为机油冷却器的结构设计及选型提供依据.     

基于油田单井的多能互补分布式能源系统优化

对集油管线输运、单井储油罐拉油两种生产模式进行建模并实现动态模拟,进一步探究了两种模式的加热负荷变化规律及最优加热参数的确定。分别设计了单井集油管线输运及储油罐拉油两种生产模式的分布式能源系统方案,包含水套加热炉、电伴热、太阳能集热装置、太阳能蓄热装置、空气源热泵。对5种热源进行热力计算,在此基础上建立两种分布式能源系统目标函数及约束条件,对两种分布式能源系统进行优化,给出不同模式、不同季节、不同时刻所需电伴热占比,可达到对热源的合理利用,使得投资费用与运行费用最小,同时对几种分布式热源进行了经济性分析。     

高温空气燃烧技术改造均热炉方案研究

系统研究了高温空气燃烧技术改造均热炉的各种方案 .提出这种新型燃烧技术必须充分考虑系统布置、炉膛结构、炉内烟气流动及传热过程、工件加热工艺过程等因素 .通过大量的数值模拟试验 ,发现在各种改造方案的入炉热量与原均热炉相等的情况下 ,当空气、燃气温度分别被预热到 12 73K和 10 73K时 ,炉内的最高温度相对较低 ,而炉内平均温度相对较高 ;温度分布不均匀系数Rtu从 33.18降到了 18.0 0左右 .在空气预热温度相同情况下 ,燃气预热温度越高 ,NOx 排放量越大 .最后 ,提出了均热炉燃烧系统的改造方案 ,并进行了非稳态燃烧过程数值模拟研究 .     

空气-水鼓泡流动的阻力与蒸发传热特性

实验研究了一种新的适用于蒸发冷却过程的鼓泡装置的阻力与传热特性.实验中将换热盘管浸没于空气-水的鼓泡层中,空气-水两相流通过盘管的表面.这种换热方式可以极大的提高换热管与空气之间的换热系数,降低水泵功率的消耗,而且对气流速度的要求低于空冷式冷凝器.文中给出了空气穿过空气-水鼓泡层的压降以及盘管与冷却水之间换热的实验数据,该结果显示影响压降及换热系数的因素包括多孔板的几何尺寸,鼓泡层的高度,空塔速度及热流密度.换热盘管与冷却水之间的换热系数比管外降膜冷却的换热系数大2倍多.     

液黏离合器摩擦副对流换热系数数值模拟研究

为了预测液黏离合器的温度场分布及热负荷特性,通过数值模拟研究求得摩擦副散热面的对流换热系数。应用计算流体动力学软件CFX建立了摩擦副流固耦合有限元模型,获得了摩擦副的温度场分布,综合考虑换热表面形状、摩擦片转速、油液流速和入口压力、流体物理性质等因素,揭示了各因素与对流换热系数之间的内在联系。结果表明：摩擦副温度从内径到外径逐渐升高,菱形区域中心温度比四周高。摩擦片转速越大对流换热系数越大;油液黏度越小,入口压力越大,对流换热系数越大。可见,油液流速对换热系数的影响最为显著;摩擦片转速、油液的入口压力和黏度会改变流速及流体的运动状态,从而影响对流换热系数。