横槽管传热性能的实验研究(一)

本文介绍了横槽管传热性能试验。通过对不同的槽宽、槽深、槽距的试验分别建立了准数方程,求出了各种槽管的Nu和(?)。试验结果表明,横槽管在同光滑管相同操作条件下,可节省传热面积36～40％,并对适宜的槽深进行了讨论。     

螺纹槽管传热和流体阻力的数值模拟

对螺纹槽管在恒壁温和雷诺数(Re)5000～35000范围内空气的换热性能和压降进行了数值研究.分别对25种不同几何参数的螺纹槽换热管换热性能和压降与同参数的光滑管进行了对比分析.结果表明,螺纹槽管的换热性能显著强于光滑管,同时压降也不同程度地高于光滑管;其中螺纹槽深度对换热性能和压降的影响大于螺纹槽间距,二者存在相互影响,呈现了最优区间原则.最大平均努赛尔数出现在Re=5000,几何参数螺纹深度/内径(dl/D)=0.25,螺纹间距/内径(pl/D)=0.5时,是光滑管的3.1倍.最大综合换热性能指标(performance evaluation criteria,PEC)为1.404,出现在Re=5000,几何参数dl/D=0.15,pl/D=1时,此时螺纹槽管的换热能力是普通光滑管的1.8倍,摩擦因子是普通光滑管的2.25倍.从整体雷诺数范围考虑,最佳几何参数为dl/D为0.14～0.18,pl/D为0.8～1.2.     

单面纵槽换热管机械性能试验研究

本文介绍了碳钢单面纵槽管(由冷加工制成)与碳钢光滑管所进行的机械性能等方面的对比试验研究。试验结果表明:纵槽管比光滑管的机械性能、刚度性能均较显著的提高。经破坏试验,属塑性破坏型。疲劳寿命高,安全性能可靠。因此,建议在新型纵槽管冷凝器的设计中采用碳钢光滑管来加工制作纵槽热交换管。     

太阳能螺旋槽管相变蓄热器强化传热性能研究

针对太阳能利用过程中的蓄热储能问题及螺旋槽管换热器的优点,将螺旋槽管引入太阳能相变蓄热器中,并对蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。首先以光滑管蓄热器为例实验验证了该模拟方法和所用模型的可靠性,进而以螺旋槽管为水流管道、相变材料为蓄热介质,利用Gambit 建立三维蓄热器模型,应用ICEM对几何模型进行网格划分,运用流体计算软件Fluent模拟计算螺旋槽管和光滑管相变蓄热器的蓄热过程,考察螺旋槽管的强化传热效果。模拟计算螺旋槽管蓄热器不同槽纹节距和槽深等结构参数对蓄热器蓄热过程的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明,螺旋槽管代替光滑管用于太阳能相变蓄热器,可有效提高相变蓄热过程中的对流换热强度和传热能力,缩短蓄热时间,在模拟范围内,得到的最佳螺旋槽管结构参数为节距p=7 mm,槽深e=0.4 mm。螺旋槽管传热性能良好,对其深入研究有望进一步改进相变蓄热器的设计方案。     

弯管仿生耐磨方法数值模拟

仿照沙漠蝎子、蜥蜴等体表的耐磨形态,建立仿生形态表面加厚弯管物理模型,并将计算流体动力学理论与冲蚀磨损理论相结合,运用Fluent软件对光滑内壁及横槽、纵槽和凹坑3种仿生内壁弯管的冲蚀磨损情况进行模拟研究,并进一步分析颗粒运动参数来解释仿生内壁的减磨机理。研究结果表明:在相同条件下,采用仿生表面可以显著提高弯管的耐磨性,且不同表面形态加厚弯管的耐磨性能由大到小依次为横槽形、纵槽形、凹坑形、光滑形;在颗粒运动参数方面,使用仿生表面可以减弱颗粒的冲击动能,并改变颗粒与壁面间的冲蚀磨损角,从而达到减磨的效果,而横槽形内壁弯管的耐磨性最好。     

异型螺旋槽管的优化设计

通过对异型螺旋槽管的优化设计 ,使异型螺旋槽管的结构参数得到合理匹配 ,从能量综合利用的角度出发 ,用多目标数学规划的方法研究了异型螺旋槽管的优化设计问题 ,用复合形法结合每一步对满足约束条件进行寻优 ,从而可求出其最佳结构参数。优化设计表明 :异型螺旋槽管换热系统的传热 -阻力综合性能指标优于光滑管换热系统 ,研究结果可为异型螺旋槽管设计提供理论依据     

单头“W”形螺旋槽管强化传热机理研究

单头“W”形螺旋槽管是在螺旋槽管的基础上开发出的一种新型强化管。本文研究了各种结构参数对流动和紊流换热特性的影响,从理论上探讨了其强化传热机理,并和实验结果进行了比较,结果表明此管的性能明显优于光滑管,在p/e=10～14范围内且具有小螺距和适当槽深的单头“W”形螺旋槽管的综合性能是最优的。     

电站立式给水加热器传热强化及无铜化运行研究

针对电站立式给水加热器的传热特性和强度要求,研制并加工出小螺旋角内外螺旋翅片管（IOSF管）来强化其传热特性,基础试验表明,IOSF管的总传热系数比光滑管提高63%-95%;工业试验表明,采用IOSF管的立式高压加热器总换热系数提高43%,对钢螺旋槽管替代铜光滑管进行了实验研究,结果表明,钢质螺旋槽管给水加热器不仅能保证原有热负荷,还能提高其换热强度,实现了锅炉给水无钢化运行的要求。     

烟气横掠螺旋槽管束磨损特性的数值模拟

为探究烟气中固体颗粒对螺旋槽管束的磨损行为,应用离散相模型对烟气横掠顺列螺旋槽管束进行气固两相流动的数值模拟,并通过用户自定义函数引入新的磨损计算模型.分析了飞灰颗粒对光管和螺旋槽管磨损的差异以及烟气流速、粒径、横向/纵向管距和螺距、槽深等因素对螺旋槽管磨损的影响.结果表明:相同工况下,螺旋槽管管束磨损率比光管管束小10%左右;磨损率随烟气流速、颗粒直径、纵向管距的增大而增大;小粒径颗粒(dp=25μm)最大磨损位置发生在圆心角30°左右,较大粒径颗粒最大磨损位置发生在圆心角40°左右;磨损率随横向管距、螺距、槽深的增大而减小;槽深对螺旋槽管磨损率的影响远低于螺距的影响.     

螺旋槽管强化传热研究及其在锅炉中的应用

论述了螺旋槽管管内外单相流体传热研究的试验结果,并将试验数据按流动参数、物性参数和几何参数采用无量纲准则数进行整理.给出了在雷诺数Rei=104～105范围内管内无量纲换热系数Nui的关联式,和在Re.=3×103～6×104及Re.=3.3×103～105范围内气流横掠螺旋槽管错列和顺列管束的管外无量纲换热系数Nu.的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据.介绍了螺旋槽管作为空气预热器在电站煤粉锅炉中的广泛应用,给出了几个应用螺旋槽管空气预热器解决锅炉具体问题的实例,表明了螺旋槽管空气预热器的显著优越性.     

Development of Submersible Corrugated Pipe Sewage Heat Exchanger

Based on the characteristics of heat transfer for corrugated pipe,a method of calculating and de-sign on the submersible corrugated pipe sewage heat exchanger was put forward theoretically and experimental-ly.The actual movement parameters of air-conditioning system used in this heat exchanger were measured.The experimental result shows that the quantity of heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger can satisfy the building's load with the average coefficient of performance 4.55.At the same time.the quantity ot heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger was compared with that of the other nonmetallic sewage heat exchangers(i.e.,the plastic-Al pipe sewage heat exchanger and PP-R pipe sewage heat exchanger)experimentally.It is found out that the effect of heat transfer for submersible corrugated pipe sewage heat ex-changer is superior to those of the plastic-Al pipe and the PP-R pipe.The quantity of heat transfer per mile of corrugated pipe sewage heat exchanger is 5.2 times as much as that of the plastic-Al pipe,and it is 8.1 times as much as that of PP-R pipe.     

玻璃、环氧酚醛烘干漆衬里管道防蜡机理

对抽油机井产油、输油装置进行了模拟实验,同时进行了不锈钢、碳钢、玻璃、环氧酚醛烘干漆表面亲水特性实验和玻璃管、环氧酚醛烘干漆衬里管防蜡实验,研究了玻璃衬里管、环氧酚醛烘干漆衬里管的防蜡机理。与碳钢管相比,玻璃衬里管道内壁较强的亲水特性和光滑的表面是降低积蜡、防止管道堵塞之关键。在玻璃管壁与油流之间形成稳定的水膜,将原油与管壁隔开,阻止、减弱了原油和蜡在管壁上的沉积。环氧酚醛烘干漆衬里管道虽然具有较光滑的内壁表面,但由于具有较弱的亲水特性,防蜡效果比玻璃衬里管差。     

给水塑料管施工中应注意的问题

管道工程中，塑料给水管取代金属给水管是时代发展的需求。结合塑料给水管的性质和特点，介绍了塑料给水管敷设、安装、施工时的要求。     

提高油气管耐蚀性的工艺研究

普通油气管耐蚀性差 ,影响油气的正常生产 .文中研究了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管工艺 ,同时还研究了添加剂对陶瓷层耐蚀性的影响 .在铝热剂中加入 Si O2 ,Cr O3 可提高陶瓷致密度 ,改善耐蚀性 .为了进一步提高陶瓷衬管的耐蚀性 ,研究了不锈钢内衬复合管工艺 ,其耐蚀性比普通钢管提高 1 0倍以上 ,用于油气管有望大幅度提高其使用寿命 .     

热管热性能的实验研究

进行了热管与铜棒热性能的对比实验。实验结果表明,只有当速度场、温度场和重力场协同时,热管才具有最佳传热能力。热管总热阻随倾角变化,逆重力工作时的总热阻分别是重力辅助和水平工作的100倍和10倍;热源在上垂直热管的蒸发端和冷凝端的当量换热系数分别是水平放置热管的4倍和3倍;铜棒热阻是相同尺寸热管垂直热源在下时的100倍以上,体现了热管热阻小、传热系数大及等温性好的优势。     

机坪供油管道工艺计算若干问题研究

机场机坪供油管道是一种特殊形式的油品输送管道,设计计算方面的研究不多。根据飞机加油自身的特点、国标和行标的规定,对机坪供油管道工艺设计中的流态、计算流量和最小可选管径进行了推导和分析,认为机坪供油管道的设计按照水力光滑区计算水力摩阻系数是可靠的。基于停机位的设置和高峰期使用机位个数之间的关系,在合理的假设下提出途泄流量的计算方法。对管网多点同时泄油的特点,用等压降法推导了同机型供油管段的流量计算式,认为一般情况下计算流量可近似取为转输流量和途泄流量之和。提出了机坪供油管道最小可选管径的计算方法,求得的最小可选管径可在选择管径时参考。     

不同充水状态下隧道植绒排水管防除结晶的效果研究

为了研究不同充水状态下隧道植绒排水管防除结晶的效果,通过在普通PVC管内壁,采用热处理,将植绒膜光滑一侧紧贴PVC管内壁,选取绒毛长度分别为0.4 mm和0.8 mm;在两种不同充水条件下,对比分析普通PVC管、0.4 mm植绒PVC管以及0.8 mm植绒PVC管结晶物变化规律。利用电镜扫描绒毛上的结晶物,分析结晶物与绒毛的粘结形态。结果表明:在半管流条件下,随着时间的增长,植绒PVC管结晶量有先增大后逐渐稳定或者减小的趋势;普通PVC管基本上呈缓慢增加的趋势,且到某一阶段结晶量显著增加而到另外一阶段又显著减小,满管流条件下变化规律相似;对于普通PVC管而言,满管流情况下管道内壁越不容易附着结晶物;对于植绒PVC管而言,结晶物附着的难易程度与绒毛长度有着密切关系。可见植绒PVC管对隧道排水管除结晶有一定的作用,绒毛长度应根据排水管充水状态选取,以充分发挥绒毛除结晶的效果。     

充填料浆L型管道自流输送模拟试验分析

为掌握不同配方及浓度的充填料浆的输送特性及可实现的自流充填倍线,以为提高充填管网设计的可靠性提供设计依据,采用L型管道自流输送的方法,结合现场工业生产开展实验方案设计,进行了不同浓度及配比条件下的充填料浆的流变参数测试,并分析了不同配比及浓度料浆的流变性能指标及充填倍线的变化规律。结果表明:同等可比条件下,浓度或配比较高的充填料浆具有较强的粘聚性,其剪切应力较大,稀释后其相关指标大幅降低,当料浆浓度很低时,可实现自流输送的充填倍线大幅增大。研究结果可为充填工艺中的管网布置和优化提供理论依据。     

植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用研究

为了研究植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用。通过在普通PVC管内壁,采用热处理,将植绒膜光滑一侧紧贴PVC管内壁,选取绒毛长度分别为0.4mm和0.8mm,在两种不同水压条件下,对比分析普通PVC管、0.4mm植绒PVC管以及0.8mm植绒PVC管结晶物变化规律,利用电镜扫描绒毛上的结晶物,分析结晶物与绒毛的粘结形态。结果表明：随着时间的增长,有植绒的PVC管结晶物重量呈先增大后减小或趋于稳定的趋势,而普通PVC管结晶物重量呈缓慢增长的趋势;对于普通PVC管而言,水流速度或者水压越大,管道内壁越不容易附着结晶物,对于植绒PVC管而言,结晶物附着的难易程度与绒毛长度有着密切关系。可见植绒PVC管对隧道排水管除结晶有一定的作用,绒毛长度应根据水流速度或者水压大小选取以充分发挥绒毛除结晶的效果。     

考虑曲柄连杆比影响后的钻井泵空气包动力学研究

在考虑了曲柄连杆长度比值影响以后,给出了三缸单作用钻井泵流量的傅立叶级数表达式.在计及排出管线和导管中液体惯性及导管中阻力损失的情况下,建立了钻井泵空气包动力学模型,求出了空气包以后排出管线中流量的表达式.文章分析了影响流量脉动衰减系数的几个因素,给出了空气包最小体积的设计依据,并认为由于获得最小脉动的气包体积受泵工况及谐波次数的影响,难以作为设计依据.还比较了理论剩余体积和真实剩余体积,认为二者相当接近.文章最后指出,在现有钻井泵的实际工况下,空气包的常规计算方法完全可以应用.