换热器壳程流路分析及折流与逆流的换热偏差

热流体与冷流体的出口温度比α对换热器的有效传热温差有重要影响,不同的α代表不同的换热深度.为探讨管壳式换热器换热深度与长径比的关系,文中采用流路分析法对换热器壳程折流区域的传热性能进行数学分析,并与纯逆流情况作对比.结果表明:在深度换热的临界点(α=1),折流区域的换热性能远低于逆流换热,应避免折流区域靠近临界点操作;换热器折流与逆流区域传热温差的偏离量随α变化,为避免偏移量过大,应控制折流区域面积占总传热面积的比例;α1时,为使传热温差偏移小于5%,应使折流区域面积占总传热面积的比例小于0.6/R1a,c(R1a,c为临界点逆流冷流体出口、进口温差与算术平均温差之比).文中揭示了现有换热器结构大型化之后难以实现α1的原因,并给出了一种可以增加换热深度受限的有效结构——壳程多通道结构.     

水平冷凝强化管传热性能实验数据处理方法

针对在大温差传热工况下,使用对数平均温差法确定相变传热管的传热性能时产生较大偏差、不能确切的反映实际的传热情况的不足,以及根据测实数据处理的实际需要,提出了一种基于局部热流密度、应用遗传算法来处理传热性能实验数据,从而确定冷凝强化管的传热性能的方法.并用此方法对一种双侧表面强化冷凝管的实验数据进行处理,获得了管内外对流换热关联式.     

分离式热管卧式加热段传热性能的实验研究

对分离式热管卧式加热段进行了传热性能实验，考察了充液率、倾角对卧加热段传热性能的影响，由实验数据回归得出无因次换热准则关系式。     

波节型换热元件的实验研究

对波节型换热元件的强化传热进行了实验研究，得出合理的流道形状与优化尺寸，在实验基础上给出强化传热的对流换热准则方程，并对波节型热元件的机理进行探讨。本文为波节型换热元件的深入研究提供基础资料。     

空心静叶蒸汽加热除湿传热特性的研究

针对空心静叶蒸汽加热除湿过程中加热蒸汽侧凝结换热、叶片固壁热传导以及主流蒸汽侧沸腾换热的传热特性,开展了平板蒸汽加热除湿实验和一维理论分析。研究了主流蒸汽马赫数和加热温差对传热特性的影响,并基于实验数据拟合了蒸汽加热除湿过程的综合传热系数关联式。研究结果表明,一维理论分析得到的综合传热系数与实验值偏差小于10%,可用于汽轮机空心静叶蒸汽加热除湿的方案设计中。主流蒸汽马赫数的增大有利于叶片外表面的水膜蒸发,从而增大主蒸汽侧的沸腾换热传热系数,马赫数为0.28、0.31时,主流蒸汽沸腾换热的热阻最大;马赫数为0.42时,固壁导热过程的热阻最大。主流马赫数是影响综合传热系数的主要因素,加热温差的影响很小,马赫数为0.42时的综合传热系数达到马赫数为0.28、0.31时的2倍左右。     

遮蔽段总传热系数的计算

提出了一种同时考虑烟气辐射及对流来计算遮蔽段总传热系数的方法(简称CRK法)，利用现场收集到的4套加热炉结构及不同操作数据，由传热速率方程和热平衡方程联立求解得出遮蔽段总传热系数值。将该计算值与CRK法及传统计算方法进行了对比，同时考察了管排与烟气错流换热时温差系数的影响。结果表明，CRK法的计算误差小于传统计算方法，在进行遮蔽段传热计算时，错流温差校正系数可近似按1处理。     

遮蔽段总传热系数的计算

提出了一种同时考虑烟气辐射及对流来计算遮蔽段总传热系数的方法 (简称CRK法 ) ,利用现场收集到的 4套加热炉结构及不同操作数据 ,由传热速率方程和热平衡方程联立求解得出遮蔽段总传热系数值。将该计算值与CRK法及传统计算方法进行了对比 ,同时考察了管排与烟气错流换热时温差系数的影响。结果表明 ,CRK法的计算误差小于传统计算方法 ,在进行遮蔽段传热计算时 ,错流温差校正系数可近似按 1处理。     

换热器烟气侧传热特性的研究

通过计算和实验,对高温换热器的烟气侧传热特性进行了分析,得出换热器中换热管合理的纵横向间距,证明了用金属辐射网是强化高温烟气传热的有效方法,并用实验数据讨论了烟气流速及温度等对换热器综合传热系数的影响。     

运用夹点设计法对一实际换热网络的改造

随着能源价格的不断提升,化工企业的节能降耗成为紧迫必行的任务。通过在对一实际过程的换热网络结构分析的基础上提取热、冷工艺物流,在给定的最小传热温差(20℃)限制下运用夹点设计法合成具有最大热回收的新换热网络;采用断开热负荷回路、取消热负荷较小的换热器达到减少换热器个数、简化网络的目的;由于热负荷转移造成了某些换热器传热温差违反最小传热温差限制、甚至出现传热温差为负值(违反热力学第二定律)的情况,采用能量松弛法恢复这些换热器的传热温差至给定的最小传热温差。经过调优后换热器网络总换热设备个数与原实际网络的相同,但与原实际网络相比,热、冷公用工程均节省1 220 k W。     

立式蒸发式冷凝器的性能研究与强化实验

利用竖直有机玻璃管建立立式蒸发式冷凝器性能测试实验平台,测试了进口风速、管高度、传热温差及插入螺旋线对冷凝器传热性能的影响.结果表明:在一定传热温差下,舍伍德数与液膜雷诺数近似呈线性关系,当插入螺旋线后近似呈二次曲线关系;进口风速控制在3.3 m/s以下可防止液泛现象的发生;存在着一个最佳换热管的高度范围(0.8～0.9 m),在该范围内出口空气的相对湿度最大;螺旋线线径与换热管内径之比在0.06～0.29之间时,可以起到明显的强化传热作用,使舍伍德数提高15%以上.     

分离式热管蒸发段传热特性试验研究

通过对分离式热管水平及小倾角 ( 0°～ 5°)蒸发段传热特性的大比例尺模型的试验研究 ,获得了其壁温特性及换热规律 ,探讨了热流密度、工作温度、倾角及充液率等因素对传热特性的影响 .结果表明 ,与蒸发段垂直布置的分离式热管相比 ,水平及小倾角热管的换热系数较小 .特别是当热流密度大于 2 0kW /m2 时 ,蒸发管上下管壁温差增大 ,沿管长方向上管壁温度的波动较大 ,使上壁的换热系数降低 ,局部烧干热负荷过早出现 ,使热管的工作范围减小 .此外 ,还得出了水平蒸发管平均换热系数的无量纲准则关系式 .     

重力场中沟槽管和烧结管传热性能的实验研究

为了研究重力场中不同吸液芯微热管的传热性能,选用了沟槽式和烧结式两种吸液芯的热管为研究对象,实验测量了两者在不同重力倾角时的温差、热阻和极限功率。实验结果表明:重力倾角小于15°时,沟槽管和烧结管的传热性能受重力的影响很小,重力倾角大于15°时,沟槽管的温差和热阻上升较大,极限功率下降幅度达78%,而烧结管的温差和热阻上升很小,极限功率下降幅度为31%;重力倾角为-30°时,烧结管温差、热阻和极限功率均略有上升,沟槽管则温差、热阻上升,极限功率下降;在对不同工质的研究中,发现水比乙醇和丙酮在有重力影响下更适合作为热管工质。     

水平光滑管外油自然对流换热的电场强化效应

对水平光滑管外油的自然对流高压直流电场强化换热效果进行了实验研究,实验确认了对自然对流换热性能很差的油类工质施加高压电场能够有效地促进换热强化,同时比较系统调查了换热系数强化率与电场强度、油温、热负荷之间的相互耦合关系,发现换热系数强化率基本不受热通量的影响,而与电场强度存在强函数关系,实验中,当外加电压为４ＫＶ时的对流换热系数比大空间内自然对流换热系数约提高１倍。     

缠绕管换热器并管传热模型及实验

为了研究缠绕管式换热器中的并管结构的传热规律 ,对并管金属管壁的微元段建立热平衡方程 ,以管壁温度对称分布及通过两并管焊接结构的热量相等为边界条件 ,提出了并管传热模型。在以空气为工质的并管传热实验台上 ,测定了管壁温度 ,然后与模型计算管壁温度比较 ,验证了该传热模型的有效性。该模型是多流体并管式缠绕管换热器设计计算的基础。在低温和深冷分离工程中 ,这种结构紧凑可实现多流体换热的缠绕管式换热器 ,有着广泛的应用     

传热过程的温度差

本文主要讨论了以下三个问题：传热过程中对教平均温度差和算术平均温度差；逆流平均温度差和并流平均温度差；错、折流的平均温度差．并对前二者的大小关系给出了数学证明．     

主动式相变储热装置蓄/放热特性实验

针对一种主动式热电热泵相变蓄热装置,在不同工作电压和不同热源温度下测试其蓄热和放热性能。实验结果表明,在不同工作电压和不同热源温度时,该装置的蓄/放热时间以及蓄/放热效率有很大差异。在工作电压较高,余热热源温度较高的情况下,该装置蓄热所需时间较短;此时继续增加工作电压会导致半导体芯片冷热端温差变大而降低该装置的制热系数。对比被动式相变蓄热装置,该装置最大的优越性在于工作电压的可调性,在合理的范围内调整工作电压大小,可以保证其较高的蓄/放热性能,同时克服了被动式相变蓄热装置在低温余热回收过程中无法改善热能供需双方在时间、地点和强度上不匹配性的缺点。     

狭窄环形通道内环状流动传热的计算

建立了环形通道内环状流的分相流模型,通过求解质量、动量及能量守恒方程,得到了液膜的厚度、膜内速度、温度的分布以及换热系数,结果表明：沸腾换热系数随着热流密度和质量流率的增加而增加,随着狭缝尺寸的增加而减小,与液氮在弦月形狭缝通道内沸腾实验数据相比,环形通道内环状流传热模型计算值仿小,平均偏差为29%,这是由于弦月形通道的特殊结构形式所致,也从一个方面说明弦月形通道具有强化换热的作用。     

Experimental Study of Thermoelectric Heat Pump Water Heater with Exhaust Heat Recovery from Kitchens

A new kind of thermoelectric heat pump water heater for kitchens exhaust heat recovery was pre-sented,and its performances were investigated under different operating voltages.The experiment results show that the coefficient of performance decreases and the temperature difference between the hot and cold sides be-comes larger with the increase of the operating voltage,but the heating time becomes short.The higher the temperature of water,the greater the temperature difference between the hot and cold sides,leading to a smaller eoeffieient of performance.Under an exhaust temperature of 36℃,the coefficient of performance decreases from 1.66 tO 1.22 when the temperature of water increases from 28℃to 46℃with operating voltage 16 V.Performance tests illustrate that,compared with the conventional electrical water heaters,the new kind of ther-moelectric heat pump water heater is more coefficient.     

热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

 采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T_c、热端温度T_h、冷热端温差T_d的变化对其制冷/制热的性能系数（COP）的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率（E_h）平均高于制冷效率（E_c）约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP 值在理想范围(E_c=0.87~1.89,E_h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP 值减小,当电压大于8V 后,冷热端温差大于45℃,COP 值降至最小,工作性能较差。     

真实场景下换流变压器空冷换热器换热能力提升

为保障高压直流输电换流站内换流变压器的安全稳定运行,需明确影响换流变压器空冷换热器换热能力的主要因素,并对其影响机制开展深入研究。针对某北方高压直流输电换流站内换流变压器的空冷换热器,通过数值建模与计算分析,研究了真实场景下周围墙体对空冷换热器换热能力的影响规律,提出了能够提升换热能力的技术方案。结果表明,由于降噪墙及地面的影响,下侧换热器将旁侧换热器的部分出流热风吸入,从而使得其进风温度高于环境温度,整个换热器的实际换热量比理论值低19.7%;在空冷换热器与降噪墙的间距为1.2~2.2 m、相对高度为0.2~3.0 m时,存在最优位置使空冷换热器换热效果最佳,此时换热量相对原始位置增加4.8%。