自旋式换热器换热影响因素的模拟与优化

为提高自旋式换热器的换热效果,研究影响换热器换热效率的主要因素,提高其换热效率,基于有限元技术,采用CFD软件对影响自旋式换热器效率的因素:扭转角、自旋片组数、内径,基于温度场环境下分别进行模拟分析,结果表明:自旋式换热器在工作时,由中心区域的流体流动产生的带动作用和横向流层的湍流前进方式,以及合适的自旋片组数带来换热面积的增大等因素,使得自旋式换热器在扭转角为90°、自旋片组数为4组、内径为60mm时,自旋式换热器换热效果最佳。本文所做的这些工作,可以为同类换热器的换热效率优化研究提供一定的参考价值。通过对自旋式换热器换热效率影响因素的优化研究,有助于提高换热效率,对节能、降耗和环保具有重要意义。     

空冷平台提升换热效率装置的监测实验研究

电厂空冷机组的换热效率极易受所处环境风的影响,在其空冷平台下设置智能提升换热效率装置,将空冷平台下方全封闭,通过智能控制系统传感器识别环境风速、风向,根据程序计算由计算机通过执行机构自动完成对风障叶片单元模块的开启,最大限度满足轴流风机进风量,保证热量交换效率。监测加装空冷平台提升换热效率装置对空冷平台换热效率的影响,结果表明在大风条件下,汽轮机运行背压显著降低,稳定在正常背压,在小风条件下,改善了空冷平台周围的流场,背压稍有降低。所得结论空冷平台提升换热效率装置在不同风向下使机组风机平均流量差异不超过设计限额,使风机入口平均温度降低,降低背压,进而使冷凝器换热效率提升,提高发电量及发电的安全性,同时节能减排,大大减少电厂的煤炭消耗,为改善环境风工况下空冷平台性能提高及防风设计提供参考。     

排风热回收换热器性能的数值研究

为研究通道结构及流速对换热器性能的影响,建立了150 mm×150 mm排风热回收换热器的三维物理模型。分别针对五种不同通道结构的换热器,通过Fluent软件研究其(模型0流动及传热特性,模拟了速度场及温度场,分析了通道结构和进口流速改变,换热器的换热效率和压降的变化规律。结果表明,中间无支撑板的情况下,换热效率最好,且压降也是最小。对于矩形通道,随长宽比的增加,换热热效率略有提高,压降有所减小,其整体性能仅次于无支撑板结构。三角形通道的换热效率明显低于其它几种通道形式,且压降最大。     

Nusselt数在弯管对流换热中的作用

在工程应用中,管内Nu是一个非常重要的物理量,它反映了管内流体与外界的热交换特性。Nu可以分为周向Nup和平均Nu,周向Nup反映了壁面每个点上对流换热的强弱程度,而平均Nu反映的是管道整体的对流换热特性。数值研究表明:Gr数,Pr数以及Dn数较小的情况下,环形同心圆管道的换热效率最高,而当以上三个参数较大时,负偏心距时的换热效率最高。不管参数如何变化,正偏心距情况下的换热效率都最低。     

回热式有机朗肯循环系统热力性能

膨胀机和工质泵作为有机朗肯循环系统的重要动力部件,在不同的热源温度下,合适的膨胀机及工质泵转速能够有效提高有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)系统的热效率。基于回热式ORC系统的热力学分析,选用1,1,1,3,3-五氟丙烷(R245fa)为工质研究了膨胀机转速、工质泵转速以及热源温度对系统性能的影响。结果表明:膨胀机转速的增加使得工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功和系统净输出功有所上升,而蒸发压力和热效率下降;工质泵转速的增加使得工质质量流量、蒸发压力、蒸发器换热量及系统净输出功升高,系统热效率先增加后降低;热源温度的升高导致蒸发压力下降,工质质量流量、蒸发器换热量、膨胀机输出功、净输出功及热效率均随之增加。     

燃油或燃气蒸汽锅炉的研究设计

该文通过分析目前工业锅炉的状况以及广泛应用于日常生活及工作场合的蒸汽锅炉存在的问题,特别对燃油或燃气蒸汽锅炉在换热效率、强度、材料成本等各方面进行着重研究分析,发现现有的燃油或燃气蒸汽锅炉中,其炉膛通常采用直桶式结构,虽然制作起来比较简单,但无论是换热效率、强度和材料成本方面都比较差,因此该文提出了一种新式结构的燃油或燃气蒸汽锅炉,通过其结构的改变,不仅增加了炉膛的强度与刚度,增加了炉膛的换热面积,提高了锅炉的换热效率,且减小了炉膛的计算直径,可以采用更薄的钢板来制作,从而降低了材料成本。     

N125MW汽轮机机组凝结器不锈钢螺纹管改造

针对青海桥头铝电股份有限公司N125MW发电机组凝结器换热效率低、工况性能劣化实施技术改造,提出了采用不锈钢螺纹管代替原设计的铜管,从不锈钢管束布置形式、冷却效果、隔板的布置原理、汽流的走向、优化凝汽器排管方式等着手,增加了冷却管束,增大换热面积,改善凝汽器性能,杜绝渗漏,延长设备的使用寿命,大大地提高了凝汽器的换热效率,有利于机组安全经济运行。     

热干扰下能量桩热力特性现场试验研究

能量桩的换热效率及其热致应力与变形问题,是影响其在实际工程中推广应用的重要因素之一。然而,针对在相互热干扰情况下能量桩群桩的换热效率及其热力响应特性的实测数据仍相对较少。该文依托1×3能量桩排桩基础,开展3.0 kW加热工况下热响应特性现场试验,实测中间桩和边桩的温度、应变与应力等变化规律,着重分析中间桩与边桩热力响应特性的异同点,并与能量桩单桩试验响应特性进行对比,分析1×3排桩中能量桩换热效率、热致位移、热致侧摩阻力以及中性点位置等热力响应特性变化规律。结果表明:该试验条件下, 1×3能量桩排桩的换热效率约为93%;热致侧摩阻力的中性点出现在桩体约0.4倍桩长位置;中间桩和边桩最终分别产生0.5‰倍桩径(0.28 mm)和0.3‰倍桩径(0.18 mm)的桩顶位移。     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统的设计与研究

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统,利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35kJ、4.67kJ。研究结果表明：相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

气体燃烧辐射加热炉的换热效率与CFD数值模拟

采用自行设计的燃烧加热炉模型装置,研究液化石油气直喷燃烧中换热管空间位置、热负荷(燃气流量)及换热介质流量等因素对换热效率的影响规律,并对炉内温度场进行了CFD数值模拟计算.结果表明:在理想的热负荷条件下(0.88 kg/h),距离燃烧中心愈近,辐射换热效率愈大;随着换热介质流量的增加(40 L/h),换热效率有下降的趋势;CFD数值预测的温度分布规律与实测吻合较好,火焰形状是影响辐射换热的重要因素.     

密绕椭圆截面螺线管电流的磁场分布

利用叠加原理和数值计算方法,求解密绕椭圆截面螺线管电流的磁场,分析磁场与长短轴之比、螺线管长短的变化关系.计算结果表明,长短轴之比越大,螺线管越短,磁场在垂直于螺线管轴线方向的分量越大,螺线管内匀强磁场的区域越小,但当长短轴比接近于1或螺线管较长时,磁场与密绕圆截面螺线管的磁场相似,螺线管内匀强磁场的区域较大,只在螺线管端口是非均匀磁场.     

基于预热器的车载有机朗肯循环余热发电系统设计

优化设计并搭建了基于预热器的、可回收膨胀后高温乏汽的小型车载有机朗肯循环(ORC)余热发电系统。利用热力学第一定律和第二定律对小型车载ORC余热发电系统进行了热力学分析和能量计算。以R123为工质,热源温度为300℃,在工质流量、压力等给定的工况下,计算系统在有无预热器的情况下各设备的热效率和系统总热效率。经计算,系统在有无预热器的情况下的总热效率分别为23.1%、10.8%,蒸发器的换热量分别为7.35 k J、4.67 k J。研究结果表明:相对于没有预热器的传统ORC系统,加了预热器的ORC系统的热效率和蒸发器的换热量都有较大的提升。     

相变储能材料的相变过程温度模型

基于集总参数法和矩形相变等效比热假设建立了相变材料的相变过程温度模型．该模型与实验结果吻合很好．利用该模型定量研究了环境温度、相变潜热、相变温度范围和换热效率等多种因素对相变行为的影响，初步得出如下结论：环境温度对相变开始时间和持续时间均有明显影响，随着环境温度的升高，该二时间呈指数形式下降；相变材料的潜热对相变开始时间没有影响，对相变持续时间有明显影响，持续时间随潜热线性增加；相变温度范围对相变开始时间也没有影响，而相变持续时间随相变温度范围的增加平缓地增加；相变材料与环境之间的换热效率显著影响相变过程开始和持续的时间，二者随换热效率的提高呈指数形式下降．     

钻孔埋管换热器用于寒区隧道消防管网加热保温的理论研究

为解决寒区隧道消防管冻结失效问题,提出一种基于钻孔埋管换热器的新型加热保温系统;基于非等温管道流模型,联立消防管段加热过程和埋管换热器换热理论,得到系统运行过程中流体温度分布的解析解。以林场隧道工程为背景,对加热段水温、换热器换热效率等的变化规律进行理论分析与数值验证。研究结果表明：进、出口水温先降低后快速上升再缓慢下降,10 h时达到峰值;加热初期,轴向水温分布为“进口温度高、出口温度低、段中温度突变”,之后在4～5℃范围内近似呈均匀分布;随着系统的运行,换热器平均换热效率稳定在约15 W/m。系统连续运行对地温的影响范围不断扩大,钻孔附近地温不断降低。系统间歇运行模式由设定高限和低限控制,在间歇期内,围岩地温可得到一定程度的恢复,且换热器换热效率较连续运行工况下的高。水温、换热器换热效率等的理论计算结果与数值模拟结果吻合度较高,本文所提出的寒区隧道消防管网钻孔埋管换热保温系统可使消防管段水温维持在设定低限温度以上,节能高效,有一定的应用价值。     

利用MATLAB研究多螺线管磁场分布

利用Matlab软件对多螺线管磁场分布趋势及强度进行了研究,计算结果表明当各个螺线管通以同向电流时,各个螺线管相对几何中心处磁感线相互排斥,且磁场强度变小,当在4个螺线管几何对称中心轴正上方再放置一个螺线管时,各个螺线管产生的部分磁感线会沿着正上方放置的螺线管磁感线方向行走且当计算选取微元和步长越小结果越准确.     

板式换热器板片的发展现状研究

换热器是一种热能传递的装置,应用于不同温度下发生热接触的两种或多种流体之间,或固体表面与流体之间,或固体粒子与流体之间的传热过程。近些年,为提高板式换热器的换热效率,对板式换热器的研究从精简换热器体积变为改进板式换热器的板片流到结构。该文主要研究国内外板式换热器的板片研究现状,为今后增大板式换热器换热效率,研究板式换热器板片的流道结构,提供参考依据。     

热气防冰系统防冰腔的分析与研究

本文主要针对民用飞机热气防冰系统机翼防冰腔进行了分析与研究,通过对流速、换热面积和结构影响等参数的分析,结合对现有民用飞机机翼防冰系统的调查,发现现有民用飞机采用微引射式——防冰前后两腔、前腔内布置分配管的型式;该型式防冰腔的换热效率与热气流流速、热气与蒙皮的接触面积等参数有关,并且防冰腔受到结构的约束。热气流速越大、热气与蒙皮的接触面积越大,换热效率越高。     

自感串联佯谬及解释

长直螺线管的自感系数公式L＝μ0b^2V忽略了长直螺线管磁场的端点效应，并认为磁场局限在螺线管内的体积中。长直螺线管串联时，如果应用公式L＝μ0n^2V,不管它们之间的位置关系如何，螺线管之间不存在互感。串联后的总自感系数等于各螺线管自感系数之和，所以顺接和反接公式都不成立。实际上，长直螺线管串联时，如果它们之间的距离不太远，由于其端点效应它们之间有互感。顺接、反接公式只是在重叠绕制的螺线管、螺绕环上的线圈等情况时适用。     

有限长螺线管磁场的全空间解

无限长螺线管的磁场和大家所熟悉的,但在文献中没有对有限长螺线管磁场全空间解的讨论,我们得到了它的级数解,除了螺线管柱面外,这一级数解处处收敛,用上述级数解计算了几种不同形状的螺线管的磁场,这些结果丰富我们对有线长螺线管磁场的认识。     

超声波除垢技术在电厂凝汽器的应用分析

超声波清洗技术以其除垢、防垢、防腐、提高换热效率、杀菌灭藻、环保节能等杰出的性能在电厂凝汽器清洗方面得到应用。产生积极的经济效益并将得到大面积推广。