宝钢自备电厂锅炉设备用高频焊接螺旋肋片管束的节能效果分析

本文阐述锅炉设备使用高频焊接螺旋肋片管束的效果。通过对宝钢电厂35万KW机组1~#锅炉省煤器与姚孟电厂30万KW机组2~#锅炉省煤器的比较,说明了高频焊接螺旋肋片管束在节能、省料和使结构紧凑方面的优越性,并介绍了这种管束在运行中的积灰情况,指出了在锅炉对流受热面中用它来替代常用光管管束的前景。     

焊接L齿型螺旋肋片管放热特性和接触热阻的研究

本文介绍了求焊接L齿型螺旋肋片管表面平均放热系数和焊接接触热阻的“二次回归双参数迭代法”和试验装置。用此方法分别求出在一定的管束布置方式下内部管排中的两种焊接L齿型螺旋肋片管的平均放热系数无因次关系式和焊接接触热阻的数据,并进行了相应的分析和讨论。     

余热锅炉换热元件传热与阻力特性模化实验系统研究

为实现能源岛余热锅炉的优化设计，对其受热面中广泛采用的鳍片管高效换热元件的传热与阻力特性进行系统的研究．应用相似理论研制了鳍片管高效换热元件传热与阻力特性模化实验系统，并应用该系统对一定结构的螺旋鳍片管束进行了实验研究．结果表明，该系统的容量、结构、功能和测量精度能满足对各类鳍片管束及换热器的传热与流动工况进行模化实验研究的需要．     

翅片管束传热及阻力特性的三维数值模拟

在实验的基础上,利用计算流体力学FLUENT软件对空气外掠管束时管外流动和放热性能进行了数值模拟,得到了两种不同管束布置时的对流换热准则关联式及阻力函数关系式。并且通过与前人经过实验而得到的准则关联式相比较,发现文中通过数值模拟得到的准则关联式与其吻合性较好。还总结出了在Re较高时,管束采用叉排布置是不经济的。     

关于横向冲刷清洁光管管束的放热计算

本文着重研究锅炉对流受热面中清洁光管管束的放热计算。首先,简要地论述对流换热计算的基本准则方程。作者分别对错列与顺列管束,就其放热规律及放热计算中各物理参数之间的关系进行了比较详细地研究,引用国外比较成熟的两种计算方法与有关资料和数据,对数据处理及其相应的充许误差范围,做了详细地分析,对有关准则数的变化范围及相应的指数和比例系数的确定,进行讨论,并对建立清洁光管管束的放热计算式提出具体的看法与建议。     

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。     

带有倾斜楔形肋片矩形通道内的流动与换热

提出了一种新型的燃气轮机叶片内部通道强制对流冷却方案.为了探明该种对置叉排倾斜楔形仿螺旋肋片通道结构特有的综合换热效果,利用数值分析方法研究了在通道宽高比为2.9、肋高与通道当量直径比为0.336、肋片与轴面的夹角为15°、雷诺数在2×104~1×105的非旋转情况下,雷诺数、肋片与主流方向夹角等参数对通道强化传热和流动阻力特性的影响.研究结果表明,该仿螺旋通道内流体流动达到了预期的仿螺旋流动效果,且该仿螺旋流动的效果随着楔形肋片与主流方向的夹角的增大而效果愈趋明显.这种旋转流动特性对内冷通道的强化传热和流阻特性具有很强的影响,与光滑通道相比,通道平均努塞尔数得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加.     

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。     

低密度翅片管换热器的传热和阻力特性研究

采用局部模拟实验方法,研究了低密度翅片管束中各排管的传热和阻力特性.翅片管束采用两种顺排布置方式(s_1/d_0=1.875,s_2/d_0=3.125和s_1/d_0=1.875,s_2/d_0=1.875).实验结果表明:从第4排或第5排起,换热趋于稳定,得出了各排管换热的修正系数C_z和翅片管束的平均努谢尔特数Nu_z的计算公式.同时给出了摩擦因子f与雷诺数Re、s_1/d_0、s_2/d_0和管排数z_2之间的关联式.     

受热面温度与磨损量关系的试验研究

本文在对燃煤电站锅炉对流受热面受飞灰磨损进行理论分析的基础上，建立了热态下飞灰冲蚀受热面磨损特性的数学模型，并通过试验研究求出在不同粒子冲刷速度下，质量相对磨损量与受热面温度变化之间的函数关系式．     

低沸点工质在水平蒸发换热强化管内换热特性研究

本文通过分析作者和国内外文献有关低沸点工质在水平螺旋翅片管内蒸发换热特性实验数据，讨论了热流密度、质量干度和质量流速对局部换热系数的影响，并将实验数据与现有的螺旋翅片管换热关系式的计算值进行比较，结果表明，Ｋａｎｄｌｉｋａｒ的关系式具有明确的流动沸腾换热机制及一定的计算精度．为提高其通用性和计算精度，本文提出了进一步改进Ｋａｎｄｌｉｂａｒ关系式的具体设想．从而为优化设计螺旋翅片管、研制高效蒸发强化管提供了理论计算依据．     

H型鳍片管束传热特性实验研究

在传热风洞实验台上对5组不同结构参数的H型鳍片管束气侧的传热与阻力特性进行了实验研究.实验中考虑了管径、鳍片净高度、鳍片节距以及管排横纵向间距等影响因素,并将实验结果与前苏联锅炉热力计算标准进行了比较.根据实验结果拟合得到了管径38 mm、管排纵向间距变化的H型鳍片管束的传热及阻力系数关联式和适用于不同结构参数下H型鳍片管束的传热总关联式;96.5%的实验数据与H型鳍片管束传热关联式计算数值误差小于±15%.同时,将关联式计算值与现有两文献中的实验数据进行了比较,结果表明,传热准则数的最大误差分别为11%和17.7%.该研究为H型鳍片管束的设计提供了可靠的依据.     

紊流区内不同物性的工质在三维内肋管内的对流换热实验

在Re数为8000～80000范围内,以水和乙二醇的水溶液(乙二醇的质量浓度为55%)为工质,对5根不同肋形结构尺寸和肋排列形式的三维内肋管内的对流换热特性,在不同的工质入口温度下进行了实验。实验结果表明:工质物性参数中,Pr数对三维内肋管的换热影响较大。另外,根据实验值还关联出适合较大工况范围的换热关系式。     

水在水平管束管外池沸腾传热的实验研究

通过对水在水平管束管外池沸腾的实验研究,探讨了沸腾换热系数随热流密度及沿管排高度变化的规律和内在机理．由实验结果发现管束中各排测量管的沸腾换热系数明显高于单管池沸腾的情况;管束沸腾时存在管束效应,即随管排位置增高,起始沸腾点提前,沸腾曲线上移,沸腾换热系数增大;这种管束效应在部分核态沸腾时较强,而在充分发展核态沸腾时较弱;管束池沸腾的强化传热应归因于“滑移汽泡”及“诱发自然循环对流”机制．此外,还得出了管束池沸腾换热系数的经验关系式．     

首排管径增大时顺排管束的对流换热

采用蔡升华质热比拟技术对首排管径增大时：ｓ１／ｄ＝３，ｓ２／ｄ＝１．１的顺排管束的强制对流换热进行了实验研究，管径比的范围为ｄ１／ｄ＝１．０～１．４４，Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数的范围为３０００～１００００．通过对局部与平均换热系数的测量表明：首排管径增大时，后排管的换热与标准顺排管束相比显著增强；管径比越大，影响的排数越多；文中给出了３种管径比下的修正系数，本文的研究结果对解决现代大容量电站锅炉的对流过热器和屏式过热器的同片热偏差有着重要的意义。     

水在水平管束管外池沸腾传热的实验研究

通过对水在水平管束管外池沸腾的实验研究,探讨了沸腾换热系数随热流密度及沿管排高度变化的规律和内在机理．由实验结果发现：管束中各排测量管的沸腾换热系数明显高于单管池沸腾的情况;管束沸腾时存在管束效应,即随管排位置增高,起始沸腾点提前,沸腾曲线上移,沸腾换热系数增大;这种管束效应在部分核态沸腾时较强,而在充分发展核态沸腾时较弱;管束池沸腾的强化传热应归因于“滑移汽泡”及“诱发自然循环对流”机制．此外,还得出了管束池沸腾换热系数的经验关系式．     

用于工业窑炉的节能型换热器的实验研究

本文就工业窑炉用节能型换热器的换热特性和阻力特性进行了探索性研究,采用线性回归法导出了菱形管束的换热规律和阻力特性关系式,并与当量直径和间距相同的圆形管束作了比较,结果表明:当雷诺数Re>1.7×10~4时,如果压力损失相等,则菱形管束的平均换热量大于圆形管束的平均换热量。     

H形鳍片管束传热与阻力特性实验研究

为实现H形鳍片管束的性能与结构的优化设计，在对H形鳍片管束的传热机理进行分析的基础上，对优化结构的H形鳍片管束的传热与阻力特性进行了模化实验研究，并将实验结果与有关方法的计算结果进行了比较，为H形鳍片管束的设计提供了可靠的依据．     

管束间狭窄通道单相及沸腾流动传热实验关联式

以R113为工质,对不同当量直径管束通道内的流动传热特性进行了实验研究.在对单相强制对流实验数据与Sieder-Tate、Dittus-Boeher和Gnielinski公式的计算结果进行比较的基础上,得出了适合管束间狭窄通道的单相强制对流传热关联式;通过分析管束间狭窄通道中流动沸腾的传热特性,得到了可用于该通道的流动沸腾传热实验关联式,且计算值与实验值吻合较好.     

采用不同管排组合的换热器弹性管束壳程流体诱导振动响应

为了研究换热器内弹性管束在壳程流体诱导下的振动特性,利用流固耦合的顺序求解法,对换热器内不同管排间距和不同管排数条件下多排弹性管束在壳程流体诱导下的振动响应进行了数值分析;提出了分割式网格划分策略,可大幅度提高网格划分的精度、效率和灵活性;提出了粗算加精算的分步计算策略,可大幅度减少计算时间,提高计算效率。研究表明:在壳程流体诱导下,换热器内各排弹性管束的振动主要表现为面外振动,且振动的均匀性较差;大不锈钢连接体上监测点的振幅受管排间距的影响较大,小不锈钢连接体上监测点的频率受管排间距的影响也较大;当管排间距较小时,各排弹性管束间的相互影响较强;当管排数增加时,各排管束的振动均匀性降低。