强化管在空压机后冷器中传热与流阻性能研究

在空气压缩机后冷却器中采用横纹管、螺旋槽管及光滑管作为换热元件，以压缩空气、水为换热介质，进行了传热和流体力学性能的测试。实验结果表明：前两种强化管对压缩机后冷却器都有较显著的传热效果。但相比之下，横纹管比螺旋槽管的效果更好。本文还对两种强化管的传热和流阻机理进行了探讨。     

太阳能螺旋槽管相变蓄热器强化传热性能研究

针对太阳能利用过程中的蓄热储能问题及螺旋槽管换热器的优点,将螺旋槽管引入太阳能相变蓄热器中,并对蓄热器的蓄热过程进行了数值模拟。首先以光滑管蓄热器为例实验验证了该模拟方法和所用模型的可靠性,进而以螺旋槽管为水流管道、相变材料为蓄热介质,利用Gambit 建立三维蓄热器模型,应用ICEM对几何模型进行网格划分,运用流体计算软件Fluent模拟计算螺旋槽管和光滑管相变蓄热器的蓄热过程,考察螺旋槽管的强化传热效果。模拟计算螺旋槽管蓄热器不同槽纹节距和槽深等结构参数对蓄热器蓄热过程的影响,并对其影响规律进行了分析。结果表明,螺旋槽管代替光滑管用于太阳能相变蓄热器,可有效提高相变蓄热过程中的对流换热强度和传热能力,缩短蓄热时间,在模拟范围内,得到的最佳螺旋槽管结构参数为节距p=7 mm,槽深e=0.4 mm。螺旋槽管传热性能良好,对其深入研究有望进一步改进相变蓄热器的设计方案。     

钛合金螺旋扁管换热器流阻与传热性能实验研究

为研究钛合金螺旋扭曲扁管换热器壳侧选用高黏度导热油的传热规律,对钛合金螺旋扁管换热器的壳侧在层流(Re2 000)与过渡流(2 000Re9 000)状态的传热性能进行实验研究,与分别采用钛合金圆管与螺旋槽管作为换热元件的折流板换热器进行比较,根据实验数据并采用多元线性拟合对扁管壳侧的努塞尔数Nu与阻力系数f进行拟合,其最大拟合误差都是±10%。实验结果表明,螺旋扁管换热器的壳侧在层流与过渡流均有明显的强化传热效果,其强化传热指标h/Δp是螺旋槽管换热器的1.7~2.5倍,光管换热器的2.3~4倍。在层流与过渡流状态下,扁管尺寸、Re、Pr对传热影响较大,螺旋扁管换热器特别适合层流换热。     

单头“W”形螺旋槽管强化传热机理研究

单头“W”形螺旋槽管是在螺旋槽管的基础上开发出的一种新型强化管。本文研究了各种结构参数对流动和紊流换热特性的影响,从理论上探讨了其强化传热机理,并和实验结果进行了比较,结果表明此管的性能明显优于光滑管,在p/e=10～14范围内且具有小螺距和适当槽深的单头“W”形螺旋槽管的综合性能是最优的。     

聚变包层的螺旋槽纹管强化换热分析

针对聚变堆包层第一壁圆角处温度过高的问题,对局部结构进行流动传热模拟分析,并采用螺旋槽纹管结构进行改进.分析了螺旋槽纹管的槽深、槽宽、节距以及近壁面处螺纹覆盖的角度范围对圆角处换热的影响;结合理论分析和数值模拟结果,对第一壁圆角处的结构提出优化方案.研究结果表明:螺旋槽纹管对第一壁强化换热有很强的辅助作用,从热经济性角度分析,0.7mm左右的槽深能够最有效地优化模型;对第一壁的设计采用短节距的螺旋管型经济性能并不高;流道面对等离子体一侧的螺旋槽纹包裹角度应设计在90°~100°的范围.     

波槽管管外蒸汽凝结换热若干影响因素实验研究

介绍了布置方式、真空、管材及凝结方式等因素对波槽管管外凝结换热影响的实验结果，并对结果进行了分析．对于布置方式而言，在条件允许的前提下，冷凝器采用水平布置比较合理；真空条件下，不凝性气体含量对凝结换热影响较大，应重视冷凝器的密封问题；管材B30传热性能较好，而钛材具有耐腐蚀，质量轻等优点；若对外壁面进行改性处理以促进珠状凝结，这将是进一步提高波槽管总体传热性能的重要途径，所得结论对波槽管的开发应用有重要的参考价值．     

新型纵槽管冷凝器

从九种不同形式的管子中篩选了一种表面纵槽管,可以强化有机蒸汽的冷凝。用此种管子制造的纵槽管冷凝器用于中間介质法地热发电中,較普通管冷凝器可节省传热面积一半以上。本文詳細介紹了实驗情况及理论分析,并对纵槽管的加工制造,鋁管与钢管板的連接提供了新的方法。     

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。     

双流体循环地热发电冷凝器强化传热的试验研究

本文介绍采用螺纹管强化地热发电用有机物质冷凝器传热的实验研究。4.34m~2螺纹管冷凝器样机的实验研究和100m~2中间试验用螺纹管冷凝器的现场试验已经完成。通过Wilson图建立了传热规律。试验结果表明,螺纹管冷凝器对双流体循环地热电站具有较高的传热性能。     

变截面管管内传热与阻力性能研究

根据正交实验设计提出了9种变截面管强化传热管的结构尺寸,并由实验结果回归得到了变截面管的传热与阻力关联式,经过管型的分析比较,筛选出性能比较好的变载面管尺寸参数。     

异型螺旋槽管的优化设计

通过对异型螺旋槽管的优化设计 ,使异型螺旋槽管的结构参数得到合理匹配 ,从能量综合利用的角度出发 ,用多目标数学规划的方法研究了异型螺旋槽管的优化设计问题 ,用复合形法结合每一步对满足约束条件进行寻优 ,从而可求出其最佳结构参数。优化设计表明 :异型螺旋槽管换热系统的传热 -阻力综合性能指标优于光滑管换热系统 ,研究结果可为异型螺旋槽管设计提供理论依据     

“W”形螺旋槽管管壳式换热器强化传热研究

简要介绍了1种新型的强化传热管———"W"形螺旋槽管管壳式换热器的强化传热机理、特点、实验研究情况。通过实验研究,比较了"W"形螺旋槽管管壳式换热器和光滑管式换热器的传热和压降性能,实验结果表明,"W"形螺旋槽管管壳式换热器可比普通光滑管式换热器提高总传热系数17%,并得到了该"W"形螺旋槽管管壳式换热器传热与流阻的关联式。     

强化传热管

本文介绍国内外近年来采用各种类型的强化传热管,提高列管式换热器的传热效率,减少传热面积及流体阻力,降低设备及操作费用,充分回收工厂余热,特是低品位能源的情况.强化传热分无相变的传热强化与有相变的传热强化两种,在无相变的传热强化中,对管内流体而言,可以采用螺旋槽纹管、横槽纹管、缩纹管、内翅片管、管内加插入物(如麻花片、螺旋线)、流体中加固体颗粒,或使流体产生脉动等方法来强化传热;对有相变的传热强化,用于强化有机物(如烷烃、烯烃类,氟里昂类)的冷凝可采用单面纵槽管、低螺纹翅片管、锯齿形翅片管及径向辐射状翅片管等;用于强化沸腾或蒸发的管子有表面多孔管(介绍了烧结法与机械加工法两种)及双面纵槽管等.本文对几种效果较好的强化传热管,分别介绍了其结构、原理、性能、应用范围及计算公式等,作为选择强化传热方法的参考.     

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%。     

纵槽管降膜蒸发传热性能研究

降膜蒸发是一种高效传热方式,本文以水为实验工质对纵槽管降膜蒸发传热性能进行了实验研究。在热通量q=13.2-56.52kW/㎡,液体周边进料流量 =0.419-1.112kg/m.s,传热温差△T=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1.77倍,总传热系数为光管的2.14倍,强化效果显著。     

强化传热的一种新途径

本文着重介绍了单面纵槽管、双面纵槽管及螺旋槽纹管的构造、性能、强化传热的机理、理论计算公式及国内外的研究和应用情况。     

螺旋槽管中单相油湍流摩擦系数与传热系数的统计关联式

对单相油在４ 根不同几何参数的螺旋槽管中的湍流摩擦阻力与传热特性进行了实验研究,并将实验结果与Ｎａｋａｙａｍａ、Ｒａｖｉｇｕｒｕｒａｊａｎ 及Ｍｅｈｔａ 等的公式计算值作了比较．以Ｒａｖｉｇｕｒｕｒａｊａｎ 关联式为基础,通过对实验数据进行回归分析,提出了计算油的摩擦系数及传热系数的统计关联式,其无量纲粗糙高度ｅ／ ｄ 的适用范围为０ ．０２ ～０ ．０４ , Ｐｒ 数适用范围为４１ ～１２０ ,其它参数的适用范围则与Ｒａｖｉｇｕｒｕｒａｊａｎ 公式相同．研究结果可用于以油为工质的螺旋槽管换热器的设计及优化     

螺旋槽纹管管内紊流流动与换热数值研究

系统地研究管内径Di,节距P,槽深e,槽宽B,螺旋角β和头数N等各因素对管内流动和换热的影响及管内各种不同工质的换热和流动情况,以优化螺旋槽纹管的管型结构参数,完全依靠实验很难达到此目的,因此有必要用数值模拟的方法来研究。本文对前人在单头和多头螺旋槽纹管管内紊流流动与换热的数值研究中,所采用的方法、模型、网格的划分以及计算结果做了简要的介绍,并认为采用周期性充分发展换热的概念,螺旋坐标变换的方法,修正的K-ε模型与应用其他计算方法是解决该问题的关键。     

螺旋槽管强化传热研究及其在锅炉中的应用

论述了螺旋槽管管内外单相流体传热研究的试验结果,并将试验数据按流动参数、物性参数和几何参数采用无量纲准则数进行整理.给出了在雷诺数Rei=104～105范围内管内无量纲换热系数Nui的关联式,和在Re.=3×103～6×104及Re.=3.3×103～105范围内气流横掠螺旋槽管错列和顺列管束的管外无量纲换热系数Nu.的关联式,该关联式可以作为螺旋槽管换热器的设计依据.介绍了螺旋槽管作为空气预热器在电站煤粉锅炉中的广泛应用,给出了几个应用螺旋槽管空气预热器解决锅炉具体问题的实例,表明了螺旋槽管空气预热器的显著优越性.     

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。