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.     

多孔表面池式沸腾传热的研究

本文就电化学腐蚀法加工的多孔表面管的池式沸腾传热性能进行了研究。这种加工方法工艺简单，成本低，在管子内外表面皆可加工，具有明显的优越性。实验结果表明：在相同条件下．沸腾所需的温差可以降低为光滑管的 １／２．４—１／４．５，根据实验数据求出单位面积上的汽化核心数ｎ与温差△Ａ关系式中的系数Ｂ和指数ｍ，它们可以用来判断多孔表面的特性．对加工方法堤出了改进意见．     

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.     

沿不同垂直表面进行层流膜状冷凝的研究

本文采用四种不同垂宜表面,在温差变化的条件下,进行水蒸汽在管外作层流膜状冷凝,管内冷却水作强制对流的传热实验。并就层流膜状冷凝的特点进行探讨,为较低温差下的冷凝传热的强化提供一些实验数据和理论分析。 本文参考Faghri,M.[1]的基本方法,对所做实验的沟槽管进行了分析,得到了管外冷凝水蒸汽,管内冷却介质逆流流动时,温度沿管长的分布关系式。并用实验结果进行对比和修正,同光滑管的相应结果进行了比较。 一、实验内容和结果1.内容和装置 四种垂直表面分别为光滑、粗糙、沟槽和带吸液芯的沟槽表面。粗糙表面是具有多孔性金属涂层的…     

多孔性金属薄层的泡核沸腾试验

对自制的多孔性金属薄层的泡核沸腾传热特性进行研究．试验采用单管沸腾装置，管内使水沸腾汽化，管外用电加热．在试验的温差下，多孔覆盖层表面的沸腾传热膜系数为光滑表面的２．２２倍，泡核沸腾起始温差从３．９℃降至２．１℃．作者还分析了多孔覆盖层表面强化沸腾传热的机理，并提出沸腾传热膜系数与温差关联式．     

微纳表面热功能结构及其脱合金原位成形方法

表面热功能结构广泛应用于热能转换与传递的各个环节,是机械与工程热物理交叉领域重要的研究方向。从加工学的角度综述了表面热功能结构的微纳发展现状和趋势。分析表明,对表面微纳结构的规则性、水热稳定性、固液界面特性的有效控制是提升传热性能的关键,也是表面微纳热功能结构加工领域的挑战。介绍了基于脱合金技术的表面纳米多孔金属结构原位成形方法及其在强化沸腾传热领域的应用现状和前景。     

多孔壁面沟槽的犁切-热处理成形机理

多孔壁面沟槽具有良好的强化传热能力,但该结构制造困难,为此,文中提出了犁切-热处理技术.该技术首先利用犁切工艺,在铜管内表面加工出沟槽;然后在氢还原氛围下进行热处理,使沟槽表面产生多孔层.文中还采用扫描电子显微镜观察了该结构的表面形貌;结合塑性成形理论和热处理空位跃迁理论,分析了该结构的成形机理.结果表明:采用犁切-热处理技术可成功地制造出多孔壁面沟槽;在热处理温度的推动和氢病的综合作用下,犁切时沟槽壁面表层金属产生的微裂纹和晶格缺陷是产生多孔层的主要原因.文中通过金相分析证实了以上结论.     

大量不凝性气体存在时不同润湿性传热管冷凝传热特性实验研究

为了提高大量不凝性气体存在时水蒸气的冷凝传热性能,实现对电力、化工、制冷等工业领域中余热的高效回收利用,基于水平管外冷凝传热实验系统,实验研究了氮气-水蒸气混合气体在不同润湿性光滑管和翅片管表面的润湿特性和冷凝传热特性。通过化学刻蚀与自组装方法对紫铜光滑管与翅片管表面进行疏水与超疏水改性处理,并且根据仿生原理,制备了亲水+疏水组合翅片管表面与亲水+超疏水组合翅片管表面。研究发现,当大量不凝性气体存在时,亲水+超疏水组合翅片管的冷凝传热特性最优,水蒸气体积分数对不同润湿性传热管的冷凝传热特性影响显著,并且随着水蒸气体积分数增大,超疏水翅片管和亲水+超疏水组合翅片表面的冷凝形式由珠状冷凝逐渐向膜状冷凝过渡。     

带有疏液盘的V型垂直沟槽管的冷凝传热研究

本文在原来关于垂直降膜冷凝传热研究的基础上,为进一步强化冷凝传热,在V型垂直沟槽管上和光滑管上加装了倾斜式疏液盘,对流体力学与传热过程进行了理论与实验研完。对不同盘间距的沟槽管与光滑管进行了实验,探讨了最佳盘间距的问题。在模型与实验的基础上,提出了带盘沟槽管的冷凝传热计算式。计算与实验均表明,垂直冷凝表面加装疏液盘后,传热膜系数会有显著提高。     

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。     

化学腐蚀表面多孔管的池沸腾传热研究

本文以水为工质，研究了常压下化学腐蚀表面多孔管的池沸腾传热性能．结果表明，该表面多孔管的沸腾传热性能十分优异，在试验的沸腾温差下，表面多孔管的沸腾传热系数达光滑管的近１０培．同时综合分析了该管强化沸腾传热的机理，预测了工业应用的前景．     

水平冷凝强化传热管的传热性能

以Ｒ１１为工质，测试了饱和蒸汽状态下水平冷凝强化传热管－低肋管、Ｃ管、以及双侧强化传热管ＧＣ管的传热性能。并与同工况条件下测得的光管传热性能进行了比较。实验结果表明，被研制的ＧＣ管总传热系数比光管提高４倍多；而相应的管内侧冷却水流动阻力系数平均为光管的７倍多。最后运用熵分析法对水平冷凝强化传热管的强化传热性能进行了评价，结果表明ＧＣ管的强化传热性能优于ＤＡＣ管（另一双侧强化传热冷凝管）等水平冷凝强     

高通量换热器研制及在大型石化装置中的节能应用

开发了烧结型表面多孔高通量换热管及其换热器.以乙醇为介质评价了表面多孔换热管的沸腾传热性能.研究表明,表面多孔换热管强化传热效果显著,在酒精中的传热效果是光管的8.7～12.1倍.以1.8 g/L CaSO4盐溶液为介质经240 h阻垢性能试验,结果表明表面多孔换热管具有良好的抗垢性能,在溶盐中多孔管沸腾传热系数始终大于光管的沸腾传热系数.工业化应用考核表明,采用该烧结型表面多孔换热管设计制造的高通量换热器,不仅可以大幅度提高相关流程装置的产能,而且可以明显降低能耗.     

多孔金属

正对多孔金属的研究起源于人类对轻质材料的需求,即在保持一定强度和刚度的前提下,通过引入大量孔洞来降低金属材料的密度,从而实现轻质高强的目标。多孔金属材料的制备主要采用粉末冶金、电化学沉积和去合金化方法。粉末冶金法造孔是通过粉末直接烧结保留金属颗粒间空隙,或在烧结的粉末中加入发泡剂,高温烧结时发泡剂挥发,留下孔洞;电化学沉积方法是在导电的多孔模板上沉积金属,经烧结使沉积材料连接成骨     

大量不凝性气体存在时不同润湿性管束对流冷凝传热实验研究

为了实现工业中大量不凝性气体存在场合下蒸气的高效冷凝传热,建立了混合蒸气水平管束外对流冷凝传热实验系统,通过化学刻蚀与自组装方法对光管管束、2D肋管管束和3D肋管管束进行疏水与超疏水表面改性处理。当大量不凝性气体存在时,对不同润湿性管束表面的冷凝形式及管束间冷凝液流型进行可视化观测。实验研究了冷却水流速、混合蒸气流速、水蒸气体积分数等因素对不同润湿性的冷凝式换热器对流冷凝传热系数的影响,并分析不同水蒸气体积分数条件下管束效应的影响。通过实验研究发现,当大量不凝性气体存在时,冷凝液在管束间形成滴状流,水蒸气体积分数对不同润湿性的冷凝式换热器的对流冷凝传热特性影响显著,随着管排数增加,对流冷凝传热系数增大,管束效应对超疏水光管管束的强化作用最大,当水蒸气的体积分数约为11%时,9排超疏水光管管束的对流冷凝传热系数是单排的1.53倍,而当水蒸气体积分数约为23%时,9排超疏水光管管束的对流冷凝传热系数是单排的1.34倍。     

含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝过程数值模拟

建立了含湿气体横掠冷却液柱流阵列冷凝传热传质数学模型，并对其进行了数值模拟。研究结果表明：受冷却液柱流表面的影响，冷凝阻力主要集中在液柱流表面附近；凝雾产生受湿蒸汽过饱和度控制，其分布受冷凝推动力影响；因液柱的降液流动，增强了气相的湍动，强化了传热传质过程。本文研究结果得到了含湿气体冷凝实验数据的验证，模拟值与实验数据较吻合，相对误差小于15%。     

吴裕远教授等人荣获国家科学技术发明二等奖

20 0 1年 12月 2 5日 ,国务院批准了 2 0 0 1年度获国家科学技术奖的项目 ,我校能动学院吴裕远教授等人完成的项目“类环状流微膜蒸发板翅式冷凝蒸发技术”获得了国家科学技术发明二等奖 ,这是我校近 10年来首次获得的国家科学技术发明二等奖 .“类环状流微膜蒸发板翅式冷凝蒸发技术”在传热机理上打破了传统的以液相流动为主的泡状沸腾机理 ,首创了以汽相为主的类环状流沸腾传热强化新机理 ,突破了传统的层流液膜冷凝传热机理 ,首创了紊流液膜冷凝传热强化新机理 .在结构上突破了主冷靠增加面积提高传热量的老方法 ,发明了靠减小主冷的主要…     

蒸汽压力对IOSF管强化传热特性的影响

根据笔者此前所建立的数学物理模型,在不同的冷凝换热温差下,进行了蒸汽]压力对小螺旋角内外螺旋翅片管强化传热特性影响的模拟研究。结果表明,小螺旋角内外螺旋翅片管的冷凝换热系数在蒸汽压力为0．65MPa时有最大值,且其强化传热效果主要取决于冷凝换热强度,而受蒸汽压力的影响较小。因此,对于蒸汽压力变化范围较大的电站回热加热器的强化传热,小螺旋角内螺旋翅片管有明显的优点。     

翅片管强化传热技术在冷凝器中的应用

介绍了常用冷凝器的特点,阐述了几种翅片管的强化传热机理及其在冷凝中的应用现状,对工程实际中冷凝器的强化传热有一定的参考价值。     

CAD/CAM的电化学微细加工技术

将CAD／CAM技术和电化学加工技术两者有机结合起来。研究金属零件或模具表面微细花纹、图案、文字(或商标)的三维电化学展成微细加工技术。得到较为满意的初步实验结果．该技术的进一步研究和实践。既可用于金属零件表面的微细槽加工和微细螺纹件加工,又适用其它复杂形状和结构的微加工和制造．