内螺纹管临界压力区内水的传热特性研究

对垂直上升的内螺纹管临界压力区内水的传热特性进行了试验研究,根据试验结果,分别在亚临界部分和超临界部分进行了传热机理分析,得到了垂直上升内螺纹管对流沸腾传热随压力、质量流速及热负荷变化的复杂关系,总结了发生传热恶化时的条件,给出了恶化趋势预报,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式,结果表明：虽然在临界压力区内内螺纹管改善传热的特性有所减弱,CHF情况有时在过冷区就发生,但是与光管相比,内螺纹管在临界压力区内仍然能够很好地改善传热,降低壁温。     

高压汽水两相流内螺纹管壁温与临界热负荷特性的研究

阐述了在西安交通大学高压汽水两相流试验回路上进行的垂直上升内螺纹管内汽水两相流传热特性的试验研究，试验管采用２８ｍｍ×６ｍｍ的内螺纹管，试验管材料为：１２Ｃｒ１ＭｏＶ，试验参数为压力ｐ＝１３．０～２２．０ＭＰａ，内壁热负荷ｑ＝２００～８００ｋＷ／ｍ２，质量流速Ｇ＝２４００～１８００ｋｇ／（ｍ２·ｓ）．试验确定了在上述参数范围内的壁温变化特性，得出了发生传热恶化的临界热负荷和界限质量流速。文中结论对采用内螺纹管的电站锅炉水冷壁的设计具有重要的实用价值。     

垂直上升光管内临界压力区水的传热特性研究

对垂直上升光管内临界压力区水的传热特性进行了试验研究。根据试验结果,分别在亚临界部分和超临界部分进行了传热机理分析,得到了垂直上升光管对流沸腾传热随压力,质量流速及热负荷变化的复杂关系,总结了发生传热恶化时的条件,预报了恶化趋势,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式。试验结果表明：在亚临界部分中,当压力p/pc为0．98时,发生DNB传热恶化最为明显;在超临界部分中,压力越接近临界压力,传热恶化越剧烈。     

沸腾传热的试验研究

前言沸腾是有相变的传热过程,可以用作为一种高强度的冷却方式。这过程广泛地应用于化工和食厂中的蒸发器,蒸汽锅炉,核反应堆与火箭中。特别是近几十年米,随着国民经济和尖端技术的发展,各种设备的表面热负荷也就越来越高,如大型锅炉可达5×10~5大卡/米~2时,喷气发动机10~8大卡/米~2时,而火箭燃烧室和核反应堆中竞可达10~(10)大卡/米~2时。     

内螺纹管高压汽水两相流摩擦阻力特性的研究

对内螺纹管两相流摩擦阻力在高压汽水试验台上进行了试验研究，试验用管为我国６００ＭＷ超临界变压运行直流锅炉所采用的Φ２８ｍｍ×５．４１ｍｍ的１２ＣｒＩＭｏＶ四头内螺纹管，试验压力为：１３～２２ＭＰａ，质量流达为：４００～１８００ｋｓ／ｍ２ｓ，蒸汽干度为：０～１．０．对试验结果进行了分析，给出了计算内螺纹管摩擦压降的关联式。     

低质量流速光管内超超临界水传热特性的实验与数值模拟

为了研究超超临界循环流化床锅炉水冷壁和超临界水冷堆堆芯子通道中工质水的流动传热规律和机理,在压力为21~32 MPa、质量流速为410~760kg·m-2·s-1、热流密度为150~430kW·m-2的参数范围内,对Φ30mm×5.5mm垂直上升光管中超超临界水的传热特性进行了无量纲参数分析和数值模拟研究。根据实验结果,讨论了比热容比、浮升力以及热加速效应对超超临界水传热的影响。结果表明,这些无量纲参数与换热系数不存在很强的单值性关系,当采用这些参数预测超临界流体传热时需要补充其他相关参数。数值模拟采用SSTk-ω模型,模拟结果与实验数据吻合度较高,证明了该模型具有较强的适用性,并且分析了超临界流体发生传热强化和传热恶化的物理机理,证实了边界层内的大比热容工质份额和浮升力作用分别是导致传热强化和传热恶化的主要原因之一。     

不锈钢纵槽管降膜蒸发传热性能

降膜蒸发是一种高效传热方式。以水为实验工质,对不锈钢纵槽管降膜蒸发传热性能进行了实验研究。在热通量q=13.2~56.52 kW/m~2,液体周边进料流量Γ=0.419~1.112 kg/(m·s),传热温差ΔT=2.02~9.87℃下测量纵槽管传热系数;并与相同操作条件下的光管传热系数进行比较。结果表明:纵槽管强化传热效果在一定范围内随着管内雷诺数增大而增大;在热通量相同时,纵槽管的传热温差仅为光管的51%;纵槽管管外冷凝传热系数为光管的2.07倍,总传热系数为光管的1.73倍,强化效果显著。     

今天的蒸汽汽车

英国EdgarKendew的蒸汽汽车,有二个铝制的座位,锅炉按装在座位背后的铝罩壳下面。锅炉的构造是单管型的。全长153米的蒸汽管制成五只同心排列的螺旋管,围成燃燃室。在燃烧室内部的骨架上,垂直地装着风扇。锅炉工作时蒸汽温度是430℃,压力为50—53公斤/厘米~2。耐压试验压力为145公斤/厘米~2。水由5加仑的水箱供给。最外部的螺旋管相当于预热管,水从它的下部输入,上升后     

方形小通道内高参数下煤油传热与阻力特性

对外边长为4.6 mm的方形小通道光滑管及底部带有不同强化表面的5根粗糙管试件在高热流密度、高流速、超临界压力条件下进行了煤油的传热、阻力、结焦特性的试验与分析研究,获得了煤油的传热、阻力与结焦特性及主要影响因素;分析了方形粗糙表面强化传热机理及不同粗糙度对煤油传热、阻力与结焦特性的影响,并与相同尺寸方光管的试验结果进行了比较.比较结果表明:5根粗糙管的传热系数为光管的1.4～1.9倍,阻力系数为1.3～3.8倍,2#粗糙管的综合效果最好;在相同条件下,粗糙管的平均壁温明显低于光管;增加管壁粗糙度不仅增强了煤油的换热能力,而且可明显提高结焦发生时的壁面热负荷,使结焦现象大为改善.研究结果对火箭发动机的热防护技术具有重要意义.     

跨临界变压运行中水冷壁动态特性的实验研究

针对超临界直流锅炉水冷壁系统在跨临界变压运行过程中的特殊流动与传热现象,在压力为19～25MPa、质量流速为300～800kg/(m~2·s)、外壁热流密度为60～250kW/m~2的工况范围内,对垂直上升受热管道内超临界水在跨临界动态过程中的流动与传热特性开展了实验研究。结果表明:在从超临界压力阶跃降低至亚临界压力的动态过程中,受热管内流体极其容易发生壁温飞升现象,该现象由近临界区流体发生的膜态沸腾(又称DNB传热恶化)引起。在近临界压力区,随着压力的升高并逐渐靠近临界压力,发生DNB传热恶化时的起始局部流体焓值会大幅度降低,而且恶化程度逐渐增强,本实验大多数工况甚至在过冷区就开始发生传热恶化现象,严重威胁锅炉水冷壁系统的安全运行。基于本文实验结果和对锅炉水冷壁系统运行的分析认为,当管内的局部流体焓值高于1 600kJ/kg时,水冷壁系统在跨临界动态过程中极有可能出现DNB传热恶化现象。本文实验结果可为超临界锅炉水冷壁系统跨临界变压运行期间的工况设计和调节提供指导。     

垂直上升内螺纹管中高压汽-水两相流截面含汽率的测量

利用四头内螺纹管构建了水平绝热管和垂直绝热管组合元件,在压力为11.3、14.2、21.5 MPa,质量流速为250~1 200kg/(m2·s),热负荷为50~300kW/m2的范围内,采用压差替代法对内螺纹管内垂直上升流动的高温、高压汽-水两相流进行了截面含汽率的测量,并分析了系统参数对截面含汽率的影响。与经典公式的计算结果对比发现,Zivi模型和我国电站锅炉水动力计算标准与试验数据相差较小,其中Zivi模型与文中试验数据误差小于15%。基于试验数据,分压力拟合了体积含汽率经验公式,与试验值相比绝大部分点的相对误差小于15%,在高干度区相对误差小于10%。研究结果表明,基于压差替代法,采用所提模型可以对垂直内螺纹管内高温、高压汽-水两相流体参数进行有效测量。     

超临界循环流化床下降水冷屏流量分配特性试验研究

针对350 MW超临界循环流化床锅炉的结构参数,建立空气-水试验台,模拟了超临界循环流化床锅炉在25％、50％和70％3种额定负荷下气液两相流在下降水冷屏并联支管中的分配特性.采用快关阀门法和分相测量法分别测量了下降水冷屏各并联支管内的体积流量含气率分布、干度分布、各相流量分布和差压分布.试验发现:在进口集箱干度为0.3～0.9的范围内,25％负荷下的体积流量含气率、千度分布和差压分布最均匀,并且随着锅炉负荷的增加,各并联支管内的相分配偏差增加;25％负荷下各并联支管内各相的流量分配均匀性最差,并且随着锅炉负荷的增加,各并联支管内流量分配均匀性得到改善.     

低质量流速垂直和倾斜并联内螺纹管两相流不稳定性研究

在200~450 kg/(m2.s)的低质量流速下,采用31.8 mm×6 mm的6头内螺纹管,在高压试验台上进行了垂直和倾斜并联内螺纹管两相流不稳定性对比试验研究.研究表明:对压力降脉动和密度波脉动,随着进口压力和质量流速的增加,发生脉动的界限热负荷增加,垂直并联管的界限热负荷总是大于倾斜并联管,说明垂直并联内螺纹管的稳定性更好;过冷度对脉动发生的界限热负荷和脉动周期的影响出现不同的趋势.通过对试验数据进行回归处理,给出了两种条件下发生不稳定性脉动的起始点无因次准则方程.     

微圆管内非共沸混合工质流动沸腾传热强化

分别进行了R32/R134a在水平微圆管、细圆管和小尺寸常规管道内的流动沸腾传热试验.在定义微圆管传热强化系数Ec(相对于细圆管和小尺寸常规管道的传热强化系数分别用Ecm和Ecs表示)的基础上,从不同强化管内流动沸腾传热机理的角度分析了Ecm和Ecs在不同试验工况下的变化规律及其与传热机理的关系.结果表明,试验工况范围内Ecm和Ecs分别在1.01～2.33和1.03～3.54之间变化.绝大部分试验工况下Ecm的值较小且变化很小,Ecs则较大且有明显变化;高热通量和高质量干度下Ecm和Ecs的值都较大.微圆管内流动沸腾传热强化效果与传热机理及其转变区域密切相关,当微圆管内传热开始出现恶化和较高热通量下微圆管内核态沸腾传热占绝对主导地位时,微圆管传热强化效果明显.     

沸石床快速渗滤工艺性能研究

对人工快渗系统CRI进行了模拟实验.研究结果表明,CRI对COD、氨氮有较好的去除效果;在有机负荷0.2～0.6 kg COD/(m3·d)、水力负荷周期1～2.5 d和湿干比2:1～1:3的适宜工艺条件下,COD去除率达到70%～90%,氨氮去除率达到90%;增大水力负荷周期和减小湿干比都有利于COD的去除.     

多面球填料的流体力学和传质性能

在直径为600毫米的不锈钢制填料塔中,对φ50毫米的聚丙烯多面球填料进行了流体力学和传质性能的测定。流体力学试验是用空气水系统进行的,实验范围为:空塔气速0.5～4米/秒;喷淋密度0～90米~3/米~2·小时。传质试验是用水吸收空气中的氨,实验范围为:空塔气速0.5～1.5米/秒;喷淋密度5.6～70米~3/米~2·小时;进口气体中氨含量为0.5%(体积)左右。为了鉴定这种填料的性能,在同一设备中于相同的操作条件下测定了φ50毫米的井字筋鲍尔环的数据以资比较。实验结果表明:所测试的这种多面球填料的流体阻力比鲍尔环平均约大一倍左右,但是它的传质性能较鲍尔环优良,其气相体积传质系数约比鲍尔环大13%～50%。如能设法在保持现有传质性能的基础上使阻力降低,则多面球填料是一种性能良好的填料。     

矩形双通道饱和沸腾传热特性试验研究

针对船舰核反应堆内板式燃料狭窄通道间高温高压条件下沸腾传热问题,通过试验的方法对并联窄矩形通道内去离子水上升流动沸腾传热和流量分配规律展开了研究。设计了板式燃料电加热模拟体,制作了适用于高参数下的并联矩形窄缝通道流通结构,解决了高温高压下试验段密封、绝缘和热膨胀等问题。试验段本体为宽高比39.4的并联矩形通道,试验工况为入口压力2.1～10 MPa、入口温度80～299℃、质量流速1 000～1 500 kg/(m~2·s)、热流密度100～300 kW/m~2。结果表明:2毫米级窄缝矩形通道内单相传热特性与常规圆形通道内传热规律无明显差异;通道内工质沸腾后,热流密度成为沸腾传热主导因素,质量流速对换热特性影响减弱;从壁温、质量流速、热流密度和压力分析双通道传热特性差异,发现相同工况条件下双通道相同位置传热系数偏差不超过±7%,从传热角度看两个并联矩形通道流量分配趋于均匀;将试验数据与5个现存沸腾传热关联式进行了对比,并以Kim公式为基础对关联式进行了改进,拟合得到一个新关联式,改进后的关联式与试验数据吻合良好,分别有77.1%、96.4%的预测值与试验值偏差在±10%、±20%范围内。     

R410A/润滑油混合物在5mm水平强化管内的流动冷凝换热特性

探讨了不同质流密度、测试段入口干度及润滑油的质量分数等制冷工况下,R410A/润滑油混合物在5 mm水平内螺纹强化管内的流动冷凝换热特性.结果表明:在不同的质流密度条件下,R410A/润滑油混合物的换热系数随干度的增加先增大,当干度为0.7左右时,换热系数达到最大值,当干度大于0.7时,换热系数随干度的增加反而下降;在润滑油的质量分数为3%和5%条件下,油的存在恶化了换热特性,使其换热系数降低了9.3%~36.5%.基于混合物换热特性,建立了适用于R410A/润滑油混合物在强化管内流动冷凝的换热关联式,其预测值与92%的试验数据误差在±20%以内,平均误差为6.7%,最大误差为34.5%.     

Atkinson循环发动机进气系统匹配优化模拟与试验

运用GT-Power建立发动机计算模型,研究气门型线、进气歧管形式对1.5,L Atkinson循环发动机经济性和动力性的影响;运用CFD软件AVL-Fire对不同燃烧室形式下的燃烧过程进行模拟研究,并通过台架试验数据进行验证.研究结果表明:最佳进气持续期为240°,CA,气门最大升程为8,mm.此时,长度为300,mm的侧面进气的进气歧管与改进的燃烧室匹配,在研究转速范围内,最低油耗比原机降低了7.23~8.31,g/(k W·h),且低油耗区范围明显扩大;长度为100,mm的中间进气形式歧管的最低油耗比原机降低了6.21~9.19,g/(k W·h),低油耗区范围也有明显扩大;两种形式的进气歧管皆可以满足降低油耗的需求,需根据发动机实际布置情况进行选择.     

井下自生泡沫辅助蒸汽吞吐开采稠油研究

针对多轮次蒸汽吞吐井储层条件变差、周期产量递减快的问题,开展了井下自生泡沫辅助蒸汽吞吐技术研究。主要进行了自生气源催化反应控制、抗高温起泡剂筛选及自生泡沫体系配方的优化研究。优化后的配方中各种药剂的质量分数如下:NaNO2(20wt%)、NH4Cl(16wt%)、AOS(0.3wt%)、CH3COOH(0.02wt%)。在辽河油田3口蒸汽吞吐井进行了现场试验,试验周期稠油产量较上周期增加21.76%～29.71%,增产效果明显。