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。     

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比.在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2-2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右.采用计算流体力学软件Fluent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟.结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热.对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%.     

内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模与优化（Ⅰ）——物？…

将内外螺旋三角翅片管（简称ＩＯＳＦ管）管外冷凝换热表面分成表面张力起主导作用的膜状流冷凝区和重力分量为主导的沟槽内的溪状流排液区,由此建立了这两个区域相应的数学方程,并进一步导出了联立求解两个区域流动与传热的耦合方程,实现了对ＩＯＳＦ管管冷凝和流动过程的准三维数值模拟,其数值计算结果具有较高的工程计算精度,为ＩＯＳＦ管及纵槽管的冷凝换热器在工程设计及结构参数优化提供了设计计算条件。     

低沸点工质水平蒸发换热强化管评述

本文分析总结了许多低沸点工质水平蒸发换热强化管的实验和理论研究成果,得到如下结论:在通常情况下,螺旋微翅片管的强化换热为最佳,其强化效果好、压力损失小;较优的翅片形状为锯齿形或翅顶为平形、翅槽为圆形;较佳的结构几何尺寸范围为:螺旋角β为10～25°、翅高h为0.15～0.20 mm、翅片数n为60～70.据此,作者提出了进一步深化研究的设想.     

内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模与优化(Ⅰ)——物理数学模型及数学处理方法

将内外螺旋三角翅片管（简称ＩＯＳＦ管）管外冷凝换热表面分成表面张力起主导作用的膜状流冷凝区和重力分量为主导的沟槽内的溪状流排液区,由此建立了这两个区域相应的数学方程,并进一步导出了联立求解两个区域流动与传热的耦合方程,实现了对ＩＯＳＦ管管外冷凝和流动过程的准三维数值模拟．其数值计算结果具有较高的工程计算精度,为ＩＯＳＦ管及纵槽管的冷凝换热器的工程设计及结构参数优化提供了设计计算条件．     

SEVERAL HEAT TRANSFER ENHANCEMENT AND ENERGY CONSERVATION TECHNIQUES EFFECTIVELY USED IN INDUSTRY

本文介绍了５种在工业上行之有效的强化传热与节能技术：粘性液体的传热强化;新型壳程折流板;花瓣形翅片管强化冷凝;Ｔ－形翅片管强化沸腾传热;错齿圆翅片管强化苯酐凝华过程．同时,对以上５种技术的研究思路及工业应用效果进行了分析．     

几种强化传热与节能技术在工业中的有效应用

本文介绍了５种在工业上行之有效的强化传热与节能技术：粘性液体的传热强化；新型壳程折流板；花瓣形翅片管强化冷凝；Ｔ－形翅片管强化沸腾传热；错齿圆翅片管强化苯酐凝华过程。同时，对以上５种技术的研究思路及工业应用效果进行了分析。     

换热管内置螺旋叶片阻力与传热特性的试验研究

管壳式换热器加装内插物元件是强化传热的有效措施之一。本文提出一种新型管内强化传热技术——螺旋叶片插入物,它能够起到在线自动防垢、除垢和强化传热的双重作用。以水为工作介质,对6根不同几何尺寸的螺旋叶片试件进行流阻与传热特性试验研究。通过多元线性回归分析,推导出摩擦阻力系数及膜传热系数关联式。结果表明,螺旋叶片内插物不仅强化换热效果好,而且产生压降小。     

内外螺旋三角翅片管管外冷凝传热建模与优化(Ⅱ)--数值分析与优化

为优化ＩＯＳＦ管的管外几何参数,根据所建数学物理模型,对不同换热工况和不同结构参数进行数值分析与模拟优化．研究结果表明：当管长Ｌ＝０．７ｍ、螺旋角β＝１８°、管外径Ｄｏ＝０．０１６ｍ,Ｈ＝０．００１ｍ时,φ＝７６°与Ｎ＝３２是最佳匹配参数,此时有最大平均冷凝换热系数;ＩＯＳＦ管管外螺旋角在β＜２７°的范围内,其管外传热特性与纵槽管基本相当;翅片夹角φ和螺旋槽头数Ｎ是对ＩＯＳＦ管管外冷凝换热产生主要影响的结构参数;局部冷凝换热系数沿管长跌落主要集中在开始的０．５ｍ内,因此排液盘的间距应不大于０．５ｍ,才能更有助于平均冷凝换热系数的提高     

内置转子换热管强化传热性能研究

概述了转子组合式强化传热装置的强化传热和自清洁原理，实验研究了阶梯对螺旋叶片转子强化传热性能的影响。实验结果表明，在相同的雷诺数条件下，内置阶梯型螺旋叶片转子换热管的努塞尔数及阻力系数较无阶梯的螺旋叶片转子分别高出了7.8%~13.1%和24.1%~33.8%，同时性能评价因子（PEC）明显高于无阶梯的螺旋叶片转子，从而验证了阶梯可明显提高螺旋叶片转子强化传热的综合性能。     

润滑油对小管径强化管内R410A流动冷凝压降特性的影响

对环保制冷工质R410A与润滑油混合物在4 mm小管径内螺纹强化管内流动冷凝的压降特性进行了实验研究,分析了润滑油对流动冷凝摩擦压降的影响.结果表明,在干度小于0.6时,润滑油会减小R410A在4 mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可减小12%;而在干度大于0.6时,润滑油会增大R410A在4 mm强化管内的冷凝摩擦压降,最大可增加13%.结合已有文献中的数据,基于混合物性建立了适用于R410A 油混合物在小管径强化管内流动冷凝的压降关联式,关联式预测值与94%的实验值误差在±30%以内.
     

Acid condensation and heat transfer characteristics on H-type fin surface with bleeding dimples and longitudinal vortex generators

Acid condensation rate is an important factor denoting the acid corrosion, and the reduction of the acid condensation can significantly relieve the acid corrosive effect on the wall surface and improve the security of the equipments. In this study, the characteristics of both heat transfer and acid condensation of the finned tube in heat exchanger were numerically studied. In the numerical model, we simulated the acid condensation by considering the vapor-liquid equilibrium effect and multi-component diffusion effect. Based on the H-type finned oval tube, we proposed three novel types of fins to both enhance the heat transfer and reduce the acid condensation. The parametric effects of gas temperature, acid vapor concentration, water vapor concentration, and Reynolds number were investi- gated on different fin structures. The results show that the tube bank with the new structured fins can improve the performance on both heat transfer and acid anticondensation.     

负压多级降膜蒸发在太阳能海水淡化中的应用研究

深入分析了海水在水平管外蒸发以及饱和水蒸气在水平管内冷凝的机理。分析表明：采用负压多级降膜蒸发，在加热水温度一定的情况下可大大强化传热传质过程，提高海水的蒸发量；利用饱和水蒸气在水平管内加压冷凝，可有效地促进热质交换过程，提高冷凝的效果。在该理论指导下设计制造的具有闪蒸与压缩蒸馏性能的太阳能海水淡化装置，不仅比传统的盘式太阳能淡化装置效率提高很多，而且可利用较低温度的太阳能加热水进行海水淡化，淡化效率保持在70％以上。     

湿工况下翅片管换热器空气侧热质传递的数值模型

析湿在翅片管换热器用作蒸发器时经常发生,对换热器的性能有重要影响.文中提出了能从机理上对湿工况下翅片管式换热器空气侧的热质传递过程进行模拟的数值模型,它不仅包括用于反映水蒸气和液态水之间由于浓度差所形成的传质模型,而且包括基于经典成核理论的反映水蒸气直接冷凝过程的传质模型.该模型的计算精度较好,传热无量纲参数jh和实验数据的平均相对误差为6.93%,传质无量纲参数jm和实验数据的平均相对误差为12.1%.数值仿真表明,空气相对湿度仅在部分析湿工况下对传质特性有较大影响.     

基于PHOENICS螺旋翅片管的数值研究

运用PHOENICS对自然对流条件下螺旋翅片管的速度场、温度场及压力场进行了数值计算，并绘出了计算结果图，得出了与实验结果相符的结论，为螺旋翅片管的研究提供了一种经济、省力的快捷方法．     

立式三分螺旋折流板冷凝器的数值计算

利用立式三分螺旋折流板冷凝器之倾斜折流板的疏液强化凝结传热是一种创新的改进.以数值模拟的方式,研究立式三分螺旋折流板冷凝器模型中倾斜折流板的疏液和螺旋通道内的流动汽液分离对凝结换热强化的影响.模拟结果表明,凝结换热效果随折流板倾斜角度减小而强化,且在含不凝性气体时,倾斜角为15°,25°和35°的3种三分螺旋折流板冷凝器方案和弓形折流板换热器方案比无折流板光管束Nusselt凝结模型方案的平均凝结换热系数分别高出89.7%,75.7%,58.2%和33.1%.     

L齿型螺旋肋片管表面放热系数沿其周向的变化规律的研究

本文介绍L齿型螺旋肋片管表面放热系数沿试验管周向的变化规律。作者采用试验与数值计算相结合的方法。试验中仅在肋片管肋肩的一个角度埋设热电偶,在保持试验工况不变的情况下旋转试验管,从而测得不同角度上的肋肩温度。然后列出二维有限差分方程,通过计算求得该种肋片管表面放热系数在不同R_c下沿周向的变化规律。     

R410A-油在Ф7mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为光管，长度为2m，外径为7．0mm，内径为6．34mm．实验结果表明，R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加50％．开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式，新的关联式预测值与92％以上的实验数据偏差在±15％以内，平均误差为6．6％，最大误差为29．4％．     

石蜡相变材料在同心环隙管内的基本传热行为

强调石蜡侧传热行为的强化作用，在自行搭建的传热装置上，以热媒侧为恒定温度热源，考察了石蜡相变材料蓄热过程的传热行为，研究了S_t、蓄热时间、石蜡温度、径向距离之间的变化规律。本工作发现，翅片在热传导控制的条件下的传热效果要优于对流传热控制时的效果。在热媒温度为65，70和75℃时，翅片管较光滑管，蓄热时间分别缩短77.5％，69.2％和56.3％，表明翅片对石蜡的传热强化效果显著。而且，蓄热时间和相界面推移速度均随S_t呈单调函数规律发展。