烧结矿余热回收竖罐内流动阻力特性

基于量纲分析方法,实验研究不同烧结矿颗粒直径填充床内的流动阻力特性。研究结果表明:当颗粒直径一定时,床层内单位料层高压降随颗粒表观流速的增大呈非线性关系增大。当颗粒表观流速一定时,直径较小的颗粒床层内由于颗粒比表面积较大导致流动阻力损失也较大。颗粒雷诺数Re_p较低时,床层内颗粒摩擦因子f_p随Re_p的增加而迅速减小;Re_p较高时,随Re_p的增加,f_p下降趋势较为平缓,并最终不发生变化。由于计算误差较大,现有的预测关联式不适用于求解烧结矿颗粒床层内的流动阻力损失。通过实验数据拟合得出了能够描述烧结矿颗粒床层内流动阻力特性的实验关联式,平均计算相对误差为7.93%,显示了良好的预测性能。     

球窝/球凸结构下的U型通道蒸汽冷却性能

采用标准k-ω湍流模型研究了球窝/球凸结构下U型通道内蒸汽的传热与阻力特性,计算、分析了雷诺数为1×104~5×104、来流温比为0.79~0.93、出口压力为0.5~3MPa时通道内的流动与传热性能,获得了拟合的传热关联式,对比了蒸汽与空气冷却特性的差异。研究结果表明:雷诺数增加在提升总体传热效果的同时能够有效降低流动阻力系数;来流温比增大对强化传热的作用并不明显,但可以有效降低流动阻力损失;提高出口压力可以有效增强传热效果,但大大增加了流动阻力;出口压力为1.5~2MPa、来流温比为0.84~0.88时蒸汽冷却参数能够获得较为理想的综合换热效果;与空气相比,蒸汽的热物性更容易受到温度和压力的影响,导致传热增强系数的变化较大,此时雷诺数的变化对传热增强系数的贡献并不显著;拟合的传热关联式可以准确预测通道内蒸汽冷却换热系数。     

R32管内流动沸腾传热系数关联式和摩擦压降关联式

建立了适用于大范围几何参数和流动参数的R32制冷剂管内流动沸腾传热和摩擦压降计算关联式.从公开文献中收集了R32传热和摩擦压降的数据源构建两个组合数据库.其中，传热数据库由来自8个文献的1 489个数据点组成，涵盖的水力直径为1～6.3 mm,压降数据库由来自8个文献的496个数据点组成，涵盖水力直径范围为0.643～6 mm.以上述数据库为基础，利用无量纲参数分析预测法并考虑参数主导作用，建立了新的传热系数关联式和摩擦压降关联式.此外，利用现有的关联式对新关联式进行评估.结果表明，现有的几个关联式均具有较大的平均绝对误差(MAE)和最大绝对误差(MAX).而新的传热系数计算关联式具有良好的预测精度，其MAE为14.59%,有90.85%的数据点在±30%误差带以内；新的压降关联式预测精度高，其MAE为17.86%.总之，上述两个新关联式都具有较广的应用范围和良好的预测精度，非常适用于分析工质为R32的换热器的传热和压降性能.     

空气外掠钢渣颗粒准则关系式及其影响因素

通过空冷固态高温钢渣颗粒实验,由实验数据拟合平均努塞尔数实验关联式。对空冷高温钢渣颗粒进行三维数值模拟,研究不同绕流雷诺数下的准则关系式,分析空气外掠固态钢渣颗粒影响因素。研究得出空气冷却固态钢渣颗粒的实验关联式与数值计算关联式,实验与数值计算之间误差较小,验证了采用SST k-棕模型计算的可靠性。实验结果表明：钢渣颗粒的平均努塞尔数随着绕流雷诺数、粒径和气体流速的增大而增大。在同等条件下,钢渣粒径对平均努塞尔数的影响作用大于气体流速;模拟空冷高温钢渣颗粒时,直径对钢渣颗粒凝固时间的影响作用最大,导热系数的影响作用次之,来流空气温度影响作用最小。     

板式蒸发冷却器阻力与热工特性实验研究

在改变风量和热水流量的实验条件下,对板式蒸发冷却器阻力和热工性能进行实验研究,在空气雷诺数为2 000～10 000之间,热水雷诺数为2 000～8 000之间的条件下,得到了板式蒸发冷却器的阻力与热工特性.在蒸发冷却时得到了空气侧和热水侧的阻力降关联式.实验结果表明,随着空气迎面风速增大,喷淋导致的阻力降也增大.在空冷条件下得到了空气侧和热水侧的对流换热系数关联式;在蒸发冷却的条件下,得到了空气与喷淋水之间的传质系数关联式.与现有一些光管式、翅片管式蒸发冷却器相比较,板式蒸发冷却器传质系数比光管式小,比翅片管式大.     

高翅片管传热及阻力特性实验研究

在风洞实验台上对整体轧制的平片高翅片管和波纹高翅片管进行传热实验.在相同风速下,波纹高翅片管的换热效果是平片高翅片管的1.2倍左右.拟合出努塞尔数和雷诺数的准则关系式,波纹高翅片管实验关联式计算值与实验值的平均偏差为5.9%,平片高翅片管实验关联式计算值与实验值的平均偏差为3.8%.在相同风速下,阻力也相应增加1.1倍左右.拟合出阻力系数与雷诺数的准则关系式,波纹高翅片的实验关联式计算值与实验值的平均偏差为6.5%,平片高翅片管的实验关联式计算值与实验值的平均偏差为4.9%.     

错列翅片换热器表面换热及阻力特性数值研究

在中低雷诺数情况下 ,应用SIMPLE算法对紧凑式错列翅片换热器表面的传热及流动阻力进行数值模拟 将模拟结果与实验数据和经验关联式相比较 ,吻合较好 ,表明此算法是是可行的 数值计算的结果表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性 ,在空调领域具有广阔的应用前景     

水平旋转圆筒表面局部对流换热特性实验

以旋转圆筒型热工设备为研究对象,设计了大直径水平旋转圆筒实验装置.利用微型热电偶,测量了高格拉晓夫数(1×108)下圆筒表面各个方位角处空气热边界层的温度分布.实验结果表明:旋转对圆筒表面0°和180°处的局部对流传热系数的影响有明显差异;旋转使得圆筒表面温度和局部对流传热系数的分布不均匀,尤其当旋转雷诺数大于临界雷诺数时的影响尤为突出.确定了临界雷诺数的准则数关联式.     

大雷诺数流场中纤维层压力损失的计算

许多研究者对纤维层的压力损失进行了大量的研究，并取行了良好的结果。不过，这些研究均是假定气流为小雷诺数流，即层流，而在工业应用中，无纺纤维层常常在大雷诺数流中运行。作者给出了大雷诺数流场中单位长度纤维上无量纲流体阻力的定义式，并用类比法求得了这种无量纲流体阻力和纤维层压力损失的计算式，最后用实验证实了这些研究结果。     

针翅套管传热元件阻力特性实验研究

针翅套管式强化传热元件是一种新开发的传热管,传热效果好.以润滑油与水作为实验介质,对多根针翅高度与节距不同的针翅套管进行单管实验.根据实验结果,分析了油侧通道中针翅高度、节距、针翅管管径等参数对针翅套管阻力的影响,总结了适用于针翅套管阻力计算的实验关联式.应用该实验关联式对其他不同参数的针翅套管进行阻力计算,计算结果与实验结果符合较好,证实了实验关联式的可靠性.     

新型导向立体喷射填料式塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种大通量、高效率的新型导向立体喷射填料式塔板(FJPT),以空气-水-氧气为物系,在直径为500 mm的有机玻璃塔内进行冷模实验,测定其流体力学性能和传质性能,包括干板压降、湿板压降、漏液、雾沫夹带、清液层高度和塔板效率等。由实验数据关联得到干板压降和湿板压降的经验关联式,与现有的新型垂直筛板相比,FJPT压降较低。通过改变板上矩形升气孔大小进行对比实验,得到的结果表明:矩形升气孔越大则塔板压降越低,但影响不明显;矩形升气孔越小,雾沫夹带和漏液率越小,气相负荷上限越高;开孔大小有一个最合适的值使塔板效率最高。     

摩托车散热器的热力计算方法

针对常用型式的摩托车散热器，在大量实验和分析计算的基础上，综合归纳合适的关联式，提出了预测摩托车散热器传热及阻力特性的计算方法，计算结果与实验数据吻合。     

HFC二元混合物表面张力关联式

氢氟烃 (HFC)混合物作为长期性的制冷剂替代物 ,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算十分重要。该文综合国际上现有的混合物表面张力的实验数据 ,给出了HFC二元混合物统一形式的表面张力关联式 ,可以在广阔的温度范围内高精度地再现实验数据 ,还能精确计算相关纯工质的表面张力。与现有的混合物关联式进行了比较分析。该文所提供的表面张力关联式的计算精度可满足工程应用     

HFC和HCFC类物质的表面张力的关联

表面张力是有沸腾和凝结的换热计算必不可少的物性参数 ,HFC和 HCFC物质分别作为长期性和过渡性的制冷剂替代物 ,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算是十分重要的。该文综合国际上现有的实验数据 ,给出了各种 HFC和 HCFC物质统一形式的表面张力关联式 ,可以在广阔的温度范围内高精度地再现实验数据 ,并与国际上现有的关联式进行了比较分析。该文所提供的表面张力关联式的计算精度可满足工程实际需要。     

孔板消能工消能率的二维数值模拟

孔板消能是水利工程中广泛应用的一种消能方式,具有消能效果好、空化破坏小及结构简单等优点。孔板的孔径比和流体的雷诺数是影响孔板消能效果的主要因素。采用数值模拟方法,分析了孔板消能率随孔板的孔径比和雷诺数变化的规律,并通过拟合计算得到消能率经验式。该研究成果对类似工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

四叶孔支撑板换热器壳程流态及其传热机制研究

为了研究四叶孔支撑板换热器壳程的流体流动和传热性能,利用CFD软件建立了周期性全截面的数值模型,研究了换热器壳程流体的流动形态及四叶孔板的间距和开孔高度对换热器壳程热工性能的影响。利用激光多普勒测速仪(LDV)测量了四叶孔支撑板换热器壳程特殊点的轴向流速,将数值计算结果与实验结果进行对比,验证了数值模拟计算的可靠性。研究结果表明:换热器壳程流体总体呈纵向流动,四叶孔支撑板对其可以产生明显的射流作用;流体在通过第1块支撑板后,其流速具有明显的周期性;随着支撑板间距和开孔高度的减小,换热器壳程传热系数和压降均增大,而其综合性能降低,四叶孔板间距和开孔高度对壳程压降的影响程度强于对换热性能的影响;在雷诺数Re为10 000～30 000的范围内,得到了换热器壳程努塞尔数Nu和压降的实验关联式,两者计算偏差都在±10%以内。本文的数值模型及结果对于核电站系统中换热器的设计和应用提供了指导。     

H型鳍片管束传热特性实验研究

在传热风洞实验台上对5组不同结构参数的H型鳍片管束气侧的传热与阻力特性进行了实验研究.实验中考虑了管径、鳍片净高度、鳍片节距以及管排横纵向间距等影响因素,并将实验结果与前苏联锅炉热力计算标准进行了比较.根据实验结果拟合得到了管径38 mm、管排纵向间距变化的H型鳍片管束的传热及阻力系数关联式和适用于不同结构参数下H型鳍片管束的传热总关联式;96.5%的实验数据与H型鳍片管束传热关联式计算数值误差小于±15%.同时,将关联式计算值与现有两文献中的实验数据进行了比较,结果表明,传热准则数的最大误差分别为11%和17.7%.该研究为H型鳍片管束的设计提供了可靠的依据.     

烧结矿余热回收竖罐内气体的流动特性

采用对Ergun型方程量纲一化的方法对气体通过烧结矿床层的压力降和流态进行研究,考察气体表观流速和烧结矿颗粒直径对床层内压力降及流态的影响。研究结果表明:当颗粒直径一定时,床层内单位料层高压力降随气体表观流速的增大呈二次方关系增大。当气体表观流速一定时,单位料层高压力降随颗粒直径的增大呈指数关系衰减。提出床层内临界颗粒雷诺数随颗粒当量直径变化的实验预测关联式,相对误差在±5%以内。提出床层内Forchheimer流区和湍流区的压力降实验预测关联式,相对误差均在±8%以内,显示良好的预测性能。     

规整填料层压降的新关联

在理论分析的基础上,考虑了物系性质和器壁效应的影响,导出了规整填料层压降的关联式,由实验数据计算了部分常用填料新关联式的压降常数.本文关联式与实验数据吻合很好,对各种填料的压降计算误差一般在15%以下,新关联方法计算准确性和简便性优于文献公式.     

硼交联N_2伴注泡沫压裂液的阻力特性研究

液氮泡沫伴注压裂液的阻力性能对于有效实施压裂工艺、选择合理的压裂参数、进行更为准确的裂缝预测、评估压裂效果都至关重要.利用高参数泡沫压裂液实验回路详细研究了模拟实际压裂条件下N2泡沫压裂液的阻力特性.研究表明:N2泡沫压裂液的摩擦压降梯度随着流速的增大而增大,随着温度的升高而减小,随着压力的增大而增大;摩擦阻力系数随着流速增大而增大,随着温度的升高而减小,而其随着压力的变化特别复杂.通过实验研究得出了N2泡沫压裂液在15~45MPa范围内摩擦阻力系数和广义雷诺数之间的计算关联式,其在本文实验工况下的平均计算误差为10.2%.