基于[火积]耗散的换热器热阻分析

讨论了一维导热、典型对流换热过程和换热器中热阻的概念,提出了基于[火积]耗散的换热器热阻和换热器热阻因子的定义．建立了基于这一热阻的换热器分析方法,讨论了传热单元数和热容量流比对换热器热阻的影响．     

新型重力热管换热器传热性能的实验研究

基于常规重力热管换热器难以安装翅片结构以强化管外换热,提出一种新型结构形式的重力热管换热器,该热管由一些并排的矩形通道而不是通常的圆管组成。并建立实验测试平台,进行一系列对比实验,重点分析加热功率、工质充液率、倾角及冷凝段风速对其运行热阻的影响。研究结果表明:加热功率对热管的运行性能有重要影响;当工质充液率约为20%时,热管换热器具有最小运行热阻;在最佳充液率为20%和加热功率为360 W时,运行热阻随倾角的增加有减小趋势,但当加热功率较大时,倾角对热管换热器的运行热阻影响不大;随着冷凝端风速的增加,热管换热器的运行热阻不断减小。     

基于(火积)耗散原理的中介水热容量优化研究

基于火积耗散优化原理,以换热器组的火积耗散最小为优化目标,对具有相变的换热器组的中介流体的热容量进行优化研究.算例显示相对换热量随中介水热容量和热导率分配比的增加而先增大后减小,存在换热量极大值;同时当量热阻随中介水热容量和热导率分配比的增加而先减小后增大,存在当量热阻极小值,极值点所对应的热容量和热导率分配为最佳结果.     

全铝无接触热阻空调换热器的优化设计及试验

设计了一种新型全铝无接触热阻换热器.该换热器采用了一体化成型技术,从而彻底消除了波纹翅片与方形冷媒通道管之间的间隙和接触热阻.建立了新型换热器波纹翅片的数值模型,利用有限元分析软件Fluent对其在蒸发器和冷凝器工况条件下的传热性能进行了模拟计算,为后续设计和生产试验样件提供了理论依据.搭建了标准的风洞实验台,利用空气焓值法对使用新型换热器和管片式换热器的家用空调机进行了对比试验,试验结果显示使用安装有全铝换热器的空调机在高低风量的工况下制冷量和能效比均有较大幅度的提高,提高幅度在10%以上.     

在线清洗对管壳式换热器传热性能的影响

为提高除垢效率和管壳式换热器的传热性能,以一台燃气溴化锂吸收式制冷机组为研究对象,通过加装胶球在线清洗系统,研究了胶球在线清洗对吸收器和换热器传热性能的影响.结果表明,在无胶球线清洗工况下换热器污垢热阻随运行时间的增加而逐渐增大,直燃机组的性能系数(COP)随时间的增加而逐渐下降;在线清洗系统运行参数对投球率、发球泵运行时间及启停比对管壳式换热器污垢热阻有显著影响.当投球率为10％、20％和30％时,污垢热阻分别增加了32.8％、20.8％和5.7％;当运行时间分别为20 s、40 s和60 s时,污垢热阻分别增加了-20.8％、17.9％和10.7％;当启停比为1:1、1:2和1:3时,污垢热阻分别增加了16.1％、23.0％和29.0％.综合考虑运行费用和胶球的使用寿命等因素,当在线清洗系统的投球率为20％、运行60 s间隔120 s和启停比为1:2时,运行工况最佳.     

双室流化换热器传热分析

介绍了一种用于腐蚀性乏气余热回收的新型无管束磨损的间热式换热器——双室流化换热器．类比壳管式换热器传热分析,对其传热特性进行了理论研究．研究表明,换热器总热阻由两流化床气固换热热阻和颗粒循环流动传热热阻串联而成;颗粒流量在一定范围内可控制其传热过程;加大气流速度,增加床层横截面积,选用大颗粒及加大颗粒流量等均可强化其传热．为后期研究其传热特性及工业应用提供了理论依据．     

整体式微通道换热器的性能分析

为了提升整体式微通道换热器的整体性能，建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型，研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质，并在实验验证模型准确性的基础上，利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明，当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m³/s、冷凝段风量为0.21 m³/s时，换热器的系统整体热阻为0.038 0 m²·K/W；随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加，微通道换热器空气侧的压降增加，整体热阻均降低；微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱，得出在本研究范围内，蒸发段风量取0.45 m³/s、冷凝段风量取0.69 m³/s为宜；随着整体式微通道换热器热管间距的增加，微通道换热器整体热阻呈上升趋势，微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时，微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化...     

套管式地埋管换热器设计计算方法

 以线热源理论为基础建立套管式地埋管换热器换热的简化模型,给出基于热响应试验的套管式换热器设计计算方法。以湖南省韶山市一实际工程为实例对钻孔现场进行测试,采用该方法可计算出其综合导热系数和钻孔内总热阻。同时对该工程的另一钻孔进行双U测试及计算,以此作对比分析。考察两组测试在综合导热系数、钻孔内总热阻、换热温差和换热量上的内在联系。计算结果和测试结果表明,该计算方法在套管式换热器设计上具有适用性,避开了钻孔内层层热阻的复杂计算,简化了计算过程,可为实际工程提供计算参考。     

基于遗传算法的单U地源热泵钻孔内热阻研究

基于地源热泵单U地埋管二维换热模型,以钻孔内的换热热阻为目标函数,以回填材料导热系数、两埋管间距及管内水流速等参数为优化变量,利用添加了精英保留及迁移优化的遗传算法,对各参数同时变化时进行了目标函数优化,并分析了各参数对热阻性能影响,当回填材料导热系数、两埋管间距及流速均为最大值时,其对应的钻孔内换热热阻达到最小.研究结果对优化地埋侧换热器的设计具有一定参考价值.     

换热器两侧性能的最佳匹配关系

基于换热器的传热方程和投资费用方程，在单位投资费用换热热流量最大的条件下导出换热器两侧的最佳性能匹配关系式，即最佳投资分配、最佳表面积分配及最佳热阻分配的平方根律．结果表明，由于投资费用的影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配．因此，采用该规律能避免换热器设计过程中确定换热表面的盲目性     

土壤热源热泵系统垂直U形埋地换热器传热过程及合理间距的分析

利用传热理论，提出了土壤热源热泵垂直U型埋地换热器的等效换热器，并通过传热热阻分析，得到：埋地换热器在土壤中的取热过程，热阻的主要成分是土壤和塑料管壁。在换热强度为单位管长40W／m（单位埋孔长度80W／m），类似上海地区的气象与地质条件下，对50m深的埋地换热器孔中心间距至少为5－6m，才能保证换热器之间相互不受干扰。     

不同材料翅片管换热器特性的试验研究

针对目前对翅片管换热器的试验研究大多不涉及到接触热阻,或者实际上将接触热阻归纳到气体侧热阻中的问题,对翅片管换热器的接触热阻进行了研究,逐步积累有关的数据。利用风洞试验台研究了在相同的加工工艺条件下,基管和翅片材料对接触热阻的影响。通过对4种工程常用材料的翅片管换热器的试验研究,在工业常用的雷诺数Re范围内给出了换热和阻力特性的试验关联式。试验结果表明,在1 300Re4 500的范围内,铁白铜管-铝翅片管外空气努赛尔数比304不锈钢管-铝翅片高28%~40%,在相同的加工工艺以及相同的翅片材料(铝)的情况下,304不锈钢管比铁白铜管增加的附加接触热阻为4.53×10-3 m2·K·W-1。本试验的不确定度为7.28%,接触热阻数据可靠,可供工程实际选用。     

燃气辐射管换热器的结构优化与数值模拟

为解决W型燃气辐射管换热器排烟温度高的问题,设计了三种改进换热器性能的结构,采用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟,得到了不同结构换热器的性能参数,如烟气出口温度、空气预热温度、压力损失、各换热面换热量和有无折流板的热阻变化.结果表明,中心空气管由一根φ79 mm粗管改为六根φ33 mm细管后换热量增加了57.6%,增设烟气双行程后换热量提高20.7%.增设密封折流板和多孔折流板后换热量分别增加了5.7%和5.3%,空气和烟气之间的热阻都降低了20%左右.多孔折流板的烟气压力损失比密封折流板低47.4%.     

间壁式筛网网格换热器的性能分析

为揭示间壁式筛网网格换热器中网片与隔热片厚度比对换热器效率的影响规律,在数值计算中引入了间壁热阻和隔热片导热系数,改进了传统间壁式网格换热器的数值计算方法.通过与传统计算方法对比,发现改进方法使间壁式网格换热器计算更加精确并更体现其结构特点.利用改进的方法对换热器进行性能分析,得到了换热器效率及其内部温度分布特性.结果显示,隔热片与网片厚度的选取对换热器性能具有明显的影响,当隔热片厚度为0.2mm及网片与隔热片的厚度比为4∶1时,相同长度下的换热器性能达到最优.     

换热器两侧性能的最佳匹配关系

基于换热器的传热方程和投资费用方程，在单位投资费用换热热流量最大的条件下导出换热器两侧的最佳性能匹配关系式，即最佳投资分配、最佳表面积分配及最佳热阻分配的平方根律。结果表明，由于投资费用的影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配。因此，采用该规律能避免换热器设计过程中确定换热表面的盲目性。     

转折角对Z形通道印刷电路板式换热器中二氧化碳流动与换热特性的影响

针对超临界二氧化碳气冷堆核电系统中Z形通道印刷电路板式换热器的优化设计，通过数值模拟研究转折角对印刷电路板式换热器中二氧化碳流动和换热特性的影响规律，分别拟合出摩擦因子和努塞尔数的计算关联式，分析传热过程的热阻，并讨论换热器的综合性能。结果表明，摩擦因子和对流换热系数均随转折角的增大呈抛物线规律增长，在转折角小于20 °时增长较慢。导热热阻占总传热热阻的4.16%～16.02%，并随二氧化碳质量流率和转折角的增大而升高，在印刷电路板式换热器的传热计算中，不应被忽略。随着转折角的增加，通道中努塞尔数的增长幅度小于摩擦因子的增长幅度，传递相同热量的泵送功率增大，但所需换热面积减小，换热器的制造成本下降，实际应用中需进一步通过技术经济分析以选取最佳转折角。为了控制通道中流动阻力占进口压力的比例，转折角以不超过20 °为宜。     

石蜡涂层包埋苯扎氯铵的抑垢效果评价

换热器表面的微生物污垢问题,严重影响了非清洁水源换热器系统的换热效率和安全.前期研究提出的新型石蜡涂层方式,利用在线融化和凝固石蜡涂层,实现了换热器的在线清洗.石蜡涂层虽然具有一定抑垢效果,但本身也带来相应附加热阻.本研究将抑垢剂苯扎氯铵包埋至石蜡涂层,用于强化涂层的抑垢效果.污垢挂片实验结果显示,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果显著增强,有效抵消了涂层附加热阻较大的缺点.相比单独使用的石蜡涂层,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果增强79%.相比直接使用苯扎氯铵,包埋的苯扎氯铵作用更针对污垢底层,同样抑垢效果下苯扎氯铵用量仅为直接使用的0.6%.     

管壳式换热器的热阻分析与传热强化

本文拟对管壳式换热器传热过程各热阻做数量级估算 ,并用数学理论分析总结传热系数随各热阻的变化规律 ,进而指出强化传热的有效途径     

热管换热器换热面积比的优化

热管换热器是冷却段与加热段的面积或长度不相等的一种间接式换热器。为进行合理地设计热管换热器,应得出冷却段与加热段面积或长度的最佳比值。本文从换热的基础公式出发,得出外部热阻大于内部热阻的冷却段受热面与加热段受热面的最佳比,并在此基础上得出冷却段与加热段的最佳长度比。这些公式为合理地设计热管换热器提供了基础公式,并在实际的设计中得到了应用与验证。     

管壳式换热器的热阻分析与传热强化

本拟对管壳式换热器传热过程各热阻做数量级估算,并且数学理论分析总结传热系数随各热阻的变化规律,进而指出强化传热的有效途径。