列管式油冷却器设计中热交换与结构的研究

本文根据实际参数选择某设备热交换器,对列管式油冷却器进行了传热计算并依据其结果进行结构分析设计,并用于实际生产.     

管式间接蒸发冷却器管外亲水膜的实验研究

针对管式间接蒸发冷却系统中对换热管性能的要求,研发并制备了铝箔表面亲水膜,测定了该亲水膜的亲水性、持续亲水性,并据此探讨涂膜的亲水机理.实验结果表明,该亲水膜的亲水效果较好,水在表面的接触角小于10°;同时该膜有较好的耐水性能,在经过10个干湿循环后,水在表面的接触角仍然小于20°;加入表面活性剂后,涂膜的亲水性有明显改善;采用涂层法将该溶液整理在铝箔试样表面可以形成均匀且坚固的亲水膜,初期亲水性和持续亲水性都较好.     

滑油冷却器小型化研究

论述了滑油冷却器小型化的主要途径,采用整体针翅管和光管混合管束形式设计并制造了一台纵流式小型滑油冷却器,与光管弓形折流板滑油冷却器、整体针翅管弓形折流板滑油冷却器的实验对比表明,在壳侧相同油质量流量下,其单位体积的换热量较高,而壳侧压降较低,综合性能优越.     

改造油冷器性能的研究

通过对油冷器改造前后性能的比较，提出了一种较为可行的改造方案。     

螺旋槽管强化传热机理及性能的数值研究

基于Fluent对9根具有不同结构参数的单头螺旋槽管进行了数值研究,得到了螺旋槽管内流体速度和温度分布,从微观上说明了螺旋槽管强化传热的机理。数值计算结果表明,在研究的雷诺数Re范围内(10 000~45 000),螺旋槽管的努塞尔数Nu是光管的1.34~2.01倍;阻力系数f是光管的2.01~6.40倍;Nu和f随槽深e的增加而增加,随节距p的增大而减小。螺旋槽管传热的综合性能明显优于光管,在换热面积和泵功率消耗相同的情况下,综合性能最好的2#管可使换热量提高14%~19%。     

两种不同槽形干气密封的性能研究

采用商业计算流体力学软件FLUENT6．2对两种不同槽形机械密封进行三维数值模拟,比较了气体端面密封的压力分布、不同膜厚下的开启力以及不同操作压力下的泄漏量。通过对比得出T型槽也能产生较好的流体动压效果,并且能双向旋转,根据不同的使用场合可以选择其适合的槽型,对工程实际具有指导意义。     

两种不同形貌的ZnO纳米粒子的制备和光学性质研究

以Zn(NO3)2·6H2O为原料,聚乙二醇(PEG)为结构导向剂,通过改变沉淀剂KOH的用量,制备了花瓣状和海胆状ZnO纳米粒子,用X射线衍射仪(XRD)、X射线能量扩散光谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)对样品进行表征,研究了样品的激光拉曼散射光谱(Raman)、光致发光(PL)性质.结果表明,两种不同形貌的ZnO纳米粒子具有不同的光学活性.     

特征不同的两种扇三角洲相识别与对比

根据构造背景、海平面升降变化、沉积特征等的研究,在琼东南盆地渐新统崖城组中识别出特征明显不同的两种海洋扇三角洲相。靠山型扇三角洲相紧邻高地物源区,发育于盆缘断层下降盘坡度较陡的斜坡区,沉积物往往很粗,分选较差,粒度概率曲线多呈弧形或一段式斜线形,常见重力流成因的递变层理和块状层理,表明沉积水动力以重力流作用为主,兼有牵引流作用。靠扇型扇三角洲相以紧邻陆上冲积扇为特征,通常发育于盆缘断层下降盘坡度相对平缓的斜坡区,沉积物一般较粗,分选较好,粒度概率曲线以两段式和多段式为主,常见牵引流成因的各种交错层理、平行层理和砂纹层理,表明沉积水动力以牵引流作用为主,兼有沉积物重力流作用。靠扇型扇三角洲相砂体的储集性能优于靠山型扇三角洲。盆地边缘斜坡较陡和海平面较高,有利于靠山型扇三角洲相的发育;当盆地边缘斜坡较平缓和海平面相对较低时,则有利于靠扇型扇三角洲相的发育。随盆缘斜坡坡度和海平面升降变化,这两种扇三角洲相可以互相演替。     

两种不同截齿排列截割头性能的比较

为了评价利用等螺旋升角进行截齿排列设计的截割头的截割性能,选用了一个实际的截割头进行比较,通过计算机仿真获得两个截割头截割过程的切屑图和载荷曲线,经比较分析表明,用等螺旋升角排列截齿的截割头截槽合理,各段切屑图均匀,载荷大小及其波动较小,截割性能良好,所以用等螺旋升角排列截齿是一种高效、实用的截齿排列方法。     

一种改性塔罗油染料分散剂的制备及其性能研究

以塔罗油为原料合成高效染料分散剂,其制备工艺为:塔罗油经过氧化氢预处理后,以高锰酸钾为催化剂,以甲醛和亚硫酸钠混合物为磺化剂进行磺化反应,制备改性塔罗油染料分散剂,并将其应用于还原橄榄T染料,进行分散性能及耐热稳定性研究.结果表明,当磺化时间为3.5h,原料与磺化剂质量比为1∶3,预处理剂质量分数为4.0％,磺化温度为...     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究进展

在介绍螺旋折流板管壳式换热器的结构及原理的基础上,对壳程传热强化及阻力特性的研究现状进行了总结,分析了壳侧流体的流动和换热机理,表明螺旋折流板结构是改善壳侧流动换热性能的有效措施.与弓型折流板换热器相比,螺旋折流板换热器的最大特点是单位压降下的壳侧换热系数高.结合具体实例介绍了其在石油化工、能源动力及核能应用等行业中的应用前景.关于螺旋折流板换热器,还有许多问题需要进一步研究,如流动换热的机理以及影响流动换热机理的几何因素、相变情形、介质物性等.     

螺旋折流板换热器壳侧流动的数值模拟

采用多孔介质、分布阻力模型、阶梯逼近技术对螺旋折流板换热器壳侧的流动进行了三维数值模拟,湍流方程组的求解采用了改进的k-ε模型和壁面函数法.数值模拟结果表明,在相同的进口内径及相同的进口流量条件下,螺旋折流板换热器壳侧的压降明显低于弓形折流板换热器的,且随着螺旋角的增加,压降呈减小的趋势.在小流量条件下,计算所得的换热器进出口总压降与实验值之间的偏差大部分在14%以下,最大为18%,能符合工程计算的需要.     

穿孔型翅片几何结构对换热性能的影响

采用正交试验与数值模拟相结合的方法,针对影响翅片管式制冷换热器翅片表面开孔的3个参数,孔型、开孔几何尺寸及开孔位置,确定了3种优化的穿孔翅片片型.以平翅片作为基础片型,分别将4种翅片用于管式制冷换热器.风洞试验表明,结霜工况下,1.5~5.2m·s-1的试验风速范围内,翅片表面开椭圆孔的翅片管式制冷换热器换热性能最好,其单位面积制冷量、翅片平均表面对流换热系数、压缩机能效比相对平翅片均有明显提高.以风速2.5m·s-1为例,上述各值分别提高了37.8%,79.4%,25.0%.空气流过翅片管式换热器的平均阻力则降低了30.0%.     

两种斜翅管表面碳酸钙垢初始阶段结垢特性

进行了3种强化管在不同碳酸钙溶液浓度和流速下的动态结垢实验,得到碳酸钙浓度、流速和不同管型对碳酸钙析晶垢结垢过程的影响.结果表明,碳酸钙浓度增大,使溶液中均相成核速率和所形成晶核的生长速率增大,使溶液换热表面界面的污垢晶粒浓度和成垢离子浓度均增大,前者使更多的污垢附着换热面,而后者使表面异相成核速率和生长速率增大.流速增大,使光管表面形成的晶核、污垢晶体和污垢热阻均减少,而诱导期延长;使平直和锯齿斜翅管初始成核增多,但诱导期延长,而结垢量和污垢热阻减小.平直和锯齿斜翅管在清洁状态和结垢状态下均具有比光管更大的总换热系数、更小的污垢热阻,尽管结垢量略多.在相同结垢状态下,锯齿斜翅管的结垢量和污垢热阻大于平直斜翅管的,但是,其总换热系数仍大于平直斜翅管.     

换热器壳侧紊流流动特性的数值研究

根据体积多孔度、表面渗透度的概念 ,采用分布阻力方法建立了换热器壳侧紊流流动的三维数值模型 ,用修正的 κ- ε模型考虑管束对紊流的产生和耗散的影响 ,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应 .对一管壳式换热器模型的壳侧流动特性进行了数值模拟 ,计算的压力分布与试验值进行了对比 ,并研究了不同紊流模型对计算结果的影响 .结果表明 ,计算的压力分布和试验值吻合良好 ,该模型能有效地模拟管壳式换热器壳侧流动特性 .     

管壳式换热器壳侧湍流流动的数值模拟及实验研究

采用全三维、交错网格、全隐格式的计算方法对管壳式换热器壳侧的流动进行了数值模拟。基于各向异性多孔介质与分布阻力的概念，采用修正的κ-ε模型和壁面函数法，着重分析了管壳式换热器壳侧的湍流流动特性。数值模拟结果和冷态实验数据的对比表明：换热器壳侧的压力分布及压降的实验数据和计算结果符合良好，计算值与实验值之间的最大偏差为20％左右。采用各向异性多孔介质模型比现有文献中采用的各向同性多孔介质模型更能有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性。     

错位翅片油冷器结构优化分析

在Muzychka经验公式的基础上,开发了采用错位翅片的机油冷却器的性能计算软件.利用该程序可进行错位翅片的优化设计,得出几何参数对换热量和压降影响的规律.实验及计算结果表明:该软件的计算误差较小;边界层对压降的影响很大.     

盐雾腐蚀对铜翅片换热器空气侧压降特性的影响

为了研究盐雾腐蚀对铜翅片换热器空气侧压降特性的影响,对4种不同腐蚀程度的铜翅片换热器进行了实验,比较分析了不同雷诺数下,经过不同盐雾腐蚀程度的换热器和新换热器的压降特性.为了分析翅片亲水性的变化对压降的影响,对铜翅片静态接触角和动态接触角进行测试.结果表明,随着腐蚀时间的增加,铜翅片的静态和动态接触角逐渐增大;换热器空气侧压降逐渐增大,摩擦因子逐渐减小;当风速在0.5～2.0 m/s时,空气侧压降最大增加17.5％～21.6％.     

流体纵向流过针翅管传热性能实验研究

对针翅管（包括Sunrod焊接针翅管和整体针翅管）进行了气相和液相传热性能实验研究，试验分别在空气、水和油等介质中进行，得出了流体纵向流过针翅管的流动换热准则关系式。结果表明针翅管具有优良的传热性能和较低的阻力损失。     

内置翅片参数对封闭腔内流体流动与传热性能的影响

为了研究内置翅片参数对封闭腔内湍流自然对流换热的影响,采用RNG k-ε模型数值分析了翅片位置、翅片高度和翅片数量对封闭腔内温度场和流场的综合影响。结果表明：在热壁面上布置1个翅片,热壁面竖向边界层厚度随翅片高度的增大而变厚,但腔体顶部水平边界层结构变化微弱;本文所研究的短翅片高度对热壁面上远离翅片位置处局部传热特性影响很小;在热壁面上距底面2H/6处布置高度为1.5cm的翅片能使得热壁面上平均Nu数获得最大值,在热、冷壁面上距底面及顶面分别为2H/6处各布置1个高度为1.5cm的翅片能达到同样的强化传热效果。但在热、冷壁面上距底面及顶面分别为H/6处各布置1个翅片时,翅片高度过大或过小均会抑制热壁面与腔内气流之间的对流换热过程。本文研究结果对于指导工业工程中封闭空间内流体的冷却或加热具有一定的理论参考价值。