支路数对热泵空调中冷凝和蒸发两用换热器性能的影响

在空气的进口状态和流量、换热器的几何结构尺寸、管路排布方式等相同时，研究了支路数对蒸发和冷凝两用换热器流动与传热性能的影响规律．结果表明：随支路数增多，空气与制冷剂间的传热温差会增大，但总传热系数却会变小；室内换热器作蒸发器时，换热量先升后降，最小值比最大值小23．2％，存在使换热量最大的最佳支路数，在支路数小于或大于最佳支路数时，换热量的主导因素分别为传热温差与总传热系数；室内换热器作冷凝器时，换热量随支路数增多单调递减，最小值比最大值小40．55％，总传热系数始终是制约换热量的主导因素．因此，为协调并同时提高制冷、制热循环的效率，需要优化热泵系统中换热器的支路数．     

管壳式换热器设计软件的开发

为提高管壳式换热器设计效率,以VB程序语言为平台,基于换热器壳侧传热性能指标设计开发了管壳式换热器计算软件。用户通过使用软件既可设计出满足给定换热量要求、规定压降条件的一系列国家标准弓行板式换热器结构;又可设计新型螺旋折流板换热器。软件计算准确性较高,可供工程设计及类似软件开发借鉴。     

采用涡流管和喷射器的新型LNG汽化加热系统

首次提出了两种新型空气源热泵,核心部件包括涡流管、喷射器和空温式换热器,用于从低温环境中吸收热量.该空气源热泵取代了传统LNG汽化过程中水浴加热器的位置,吸收到的热量可用于补偿从空温式汽化器吸热后温度仍不达标的天然气,以达到降低甚至无须水浴加热器耗能的目的.在这两种新型加热系统中,其主要原理是气体在涡流管冷端温度降低,使得天然气可以在空温式换热器中继续从环境吸收热量.除了给出详细的系统描述之外,还建立了数学定量模型,并设定了具体工况,对两种加热系统的性能、能耗和相对于传统加热系统的节能比进行了计算和分析.结果表明,当气体升温要求在5～30℃时,不带有喷射器的加热系统节能比在50%以上,而带有喷射器的加热系统节能比可在90%以上.     

余热回收系统中板式换热器的热力学分析

目的计算东基集团余热回收系统中电源冷却系统的板式换热器的流程组合,校核该组合的换热量和压力.方法分析基于热泵基础之上的余热回收系统的组成、原理及工况和电源冷却系统中的板式换热器的工作原理、传热过程.运用传热学对板式换热器的传热过程进行分析.根据电源冷却循环水的压力要求确定板式换热器的流程组合,并计算该组合的板式换热器的换热量、总传热系数,校核其换热量和压力.结果板式换热器的流程组合为(2×10)/(2×10),换热量为2.86×105J/s,总传热系数为4 946.21 W/(m2·K).板式换热器在电源冷却系统中的另一个作用是保证进、出口水质要求.结论计算得到的板式换热器的流程组合满足换热量和压力的要求,是可行的.     

以R410A为工质的空调换热器性能仿真与实验

通过建立分布参数模型,研究了以R410A为工质的空调换热器在不同运行工况下的换热性能.与实际R410A房间空调换热器性能测试结果进行对比,评估了8种R410A蒸发和冷凝关联式,并对R410A在7.0 mm管径强化管内的换热性能进行了研究.结果表明,在相同制冷剂质流通量条件下,R410A采用7.0 mm强化管后比R22采用9.52 mm强化管的蒸发换热量和冷凝换热量分别提高9.32%~16.32%和8.05%~15.63%,而换热器盘管设计长度可减小2%~15.86%.     

某地地埋管热响应试验研究与传热性能分析

地埋管换热器传热性能及传热过程的研究一直是地源热泵工程应用的理论基础和重点。结合河南某地地源热泵工程,针对不同埋管方式的垂直U型地埋管建立现场热响应试验系统,分析得到场地土壤等效导热系数为1.52 W/（K?m）;双U型地埋管换热器的换热效果比单U形管高30%左右,De32型双U地埋管的延米换热量比De25型高10%左右,地埋管延米换热量随载热流体流速的变化不呈正相关变化,存在最优流速使得换热器换热效果最好;以单位钻孔深度换热量最大作为优化条件提出优化U型地埋管换热器设计的方法,建议设计前试验确定适合管径和流体最优流速。     

管翅换热器换热与流动的三维定常特性分析

为了深入了解单排管翅式换热器换热和流动特性,在雷诺数为100~600之间,翅片间空气为定常层流条件下,利用复合坐标网格系统及对流、导热相结合的数值分析方法,对5种不同几何参数平板翅紧凑管翅式换热器的流场、温度场、换热系数、传热量、压降、翅片效率进行了模拟计算和分析。结果表明:翅片越薄,单位体积、单位质量的传热量越大;在一定雷诺数条件下,存在一个最佳的翅片间距,并使得换热量最大;对所讨论的5种情况来说,当雷诺数为400时,翅片宽度较小的?热器的总传热量比其他4类高10%左右,但压力损失的降低变化不大。无论在哪种条件下,翅片后半部的传热量占全部传热量的25%以下,并且当雷诺数较低时,该比例会更低。     

燃气辐射管换热器的结构优化与数值模拟

为解决W型燃气辐射管换热器排烟温度高的问题,设计了三种改进换热器性能的结构,采用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟,得到了不同结构换热器的性能参数,如烟气出口温度、空气预热温度、压力损失、各换热面换热量和有无折流板的热阻变化.结果表明,中心空气管由一根φ79 mm粗管改为六根φ33 mm细管后换热量增加了57.6%,增设烟气双行程后换热量提高20.7%.增设密封折流板和多孔折流板后换热量分别增加了5.7%和5.3%,空气和烟气之间的热阻都降低了20%左右.多孔折流板的烟气压力损失比密封折流板低47.4%.     

地铁隧道内应用毛细管网换热器传热理论研究

文章采用CFD模拟方法,针对某地铁地下站作为前端取热器使用的毛细管网换热器,模拟了夏季和冬季气-固介质之间的三维非稳态传热过程,分析了换热器所在隧道围岩内的温度场分布。研究结果表明:冬、夏季运行期内毛细管网换热器对围岩温度场的影响范围大约为5m;换热器换热量随流速的增加而增加,从传热效率和功耗2个方面考虑,毛细管内水流速取0.04~0.06m/s范围是相对合理的;夏季毛细管网换热器传给围岩的热量大于传给隧道空气的,说明其可以有效地利用浅层地热能,传热效果理想;冬季毛细管网换热器吸收隧道空气的热量大于围岩的,有利于空气的降温。     

错流板翅式换热器分布参数模型构建和优化研究

为了研究多股流错流板翅式换热器的流动换热性能,基于MATLAB编程,考虑隔板中轴向和横向导热效应,构建了错流板翅式换热器的三维分布参数模型,程序模拟结果和热动实验台三股流板翅式换热器的实验结果的吻合程度良好。分析了错流板翅式换热器整体结构参数和工况参数对换热量和泵功消耗的影响。结果表明,针对所研究的三股流错流换热器,单位泵功换热量存在极值,它先随着A流体(大流量冷流体)流量的增加而增加,当A流体流量增加至1 300 kg/h时,又随着A流体流量的增加而减少。对换热器设置4种不同xy面(底面)投影面积分别进行分析,结果表明,维持xy面投影面积不变而变化换热器一边长度,换热量基本不发生变化,但是当换热器y边长度(A流体流动方向长度)为0.15～0.20 m时,泵功消耗最低,单位泵功换热量最大。该研究可为错流板翅式换热器的优化工况选择和高效紧凑设计提供理论指导。     

带有热管热回收装置的燃气热水器系统性能实验研究

设计了一种加装于常规燃气热水器尾部烟道的冷凝式热管换热器,通过实验测试分析了热负荷和进水流量对该换热器蒸发段显热、潜热回收量以及燃气热水器热效率的影响。实验结果表明,燃气热水器热负荷对热管换热器热回收量有重要影响,随着热负荷从0.51 m3/h增加至0.59 m3/h,显热和潜热的回收量分别从2 671 kJ/h增加至3 283 kJ/h、735 kJ/h增加至1 126 kJ/h,燃气热水器的平均热效率能够达到94%,按燃气低位热值计算,最高热效率可达到101%。     

带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究

设计了一套带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%～14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO_2热泵热水器循环的效率.     

冷凝式燃气热水器级间连接段流场分析

通过对冷凝式燃气热水器内部烟气流场的分析,提出了用收缩烟道连接冷凝式燃气热水器的两级换热器,并在冷凝段下方布置带孔斜板收集冷凝水的新型结构,用数值模拟方法对级间连接段的流场进行了研究。研究发现,收缩段的结构对冷凝式燃气热水器的性能有重要影响,其斜板的倾角和板上孔的分布以及换热管的排列存在着最佳结构,采用该结构的收缩段,可以使烟气以较高的速度均匀地流过冷凝换热管,从而有效地提高其换热效率。     

引射式加热器替代低压回热系统等效焓降分析

火电机组低压回热系统中的面式加热器普遍存在较大损。应用等效焓降方法,深入分析采用引射式加热器替代面式低压加热器下机组热经济性的变化,并得到各个变化因素的数学计算式。在此基础上,对N600-165/535/535型机组低压回热系统进行实例计算,并与常规热平衡法计算进行了比较,结果表明：引射式加热器替代面式低压加热器,可以有效减小损,替代全部四级面式低压加热器,可使机组经济性提升最大,达0.263%;文中分析推导得出的计算表达式可用于机组热经济性分析计算。     

无管换热器的稳态换热特性

对无管换热器中颗粒帘换热单元的稳态换热特性进行了研究,为目前空气预热器的研究提供新的指导方向.通过传热数学模型构建、详细数学计算和定量分析,研究了颗粒质量流量对换热单元以及无管换热器出口温度的影响.研究结果发现,在颗粒帘换热单元中,当颗粒质量流量足够时,冷流体加热后的出口平均温度可无限接近热流体初始温度,冷热流体之间实现深度换热,换热效果明显;在满足颗粒帘空隙率大于0.98的条件下,颗粒质量流量越小,气固颗粒在换热通道中越容易达到换热平衡;由于换热单元中间冷热源-气固颗粒之间的温差小,换热单元的换热效率低,使得由换热单元组成的无管换热器冷热气体之间的整体换热效率较低.     

引射混合式加热器运用于火电厂的实验研究

为解决目前火力发电厂中低压加热器存在的问题,设计了一种能够用于火电厂的两级引射混合式低压加热器,并用实验方法研究了该加热器的加热性能,分析了工作流体压力、引射流体压力和进水温度对其引射系数、出口温升以及加热效率的影响,并对单级引射和两级引射两种结构形式的加热能力进行了对比.结果表明,在定蒸汽压力的条件下,工作流体压力越高,引射系数越小,出口水温降低,加热效率升高;当进水温度较低时,引射系数较大,加热效率较高;并且两级引射的加热效果明显优于单级引射,平均温升提高20%以上,加热效率高达99%,其加热性能优于传统的间壁式低压加热器,可望在火力发电厂混合式低压加热器中应用.     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

冷凝式燃气热水炉的特性研究

针对目前燃气热水炉只利用燃料的低热值的情况 ,根据利用水蒸气冷凝后放出的汽化潜热可进一步提高热效率的原理 ,开发了一种可充分利用燃料的高热值的冷凝式燃气热水炉 ,并分析了影响这种热水炉工作的主要因素 ,提出了合理的热水炉结构形式 ,根据热水炉的实际运行结果 ,总结了热水炉具有很高的热效率、经济效益显著的特点     

水套炉的参数优化及自耗气降低技术研究

在集气工艺流程中设置水套炉是为了防止天然气节流降压时形成的水合物堵塞管道。由于现场操作水平较低,为防止水合物形成,水套炉出口的温度通常比水合物形成的最高温度高出很多,增加了水套炉的自耗气。通过对水套炉的研究,建立了一套计算水套炉合理加热温度和自耗气量的模型,利用该模型,对中原油田所有水套炉的运行情况进行了计算与分析,确定了不同季节的开启方案、需要的加热温度以及每年的自耗气量。结果表明,该方案不仅可以降低水套炉的自耗气,而且可以降低分离器的操作温度,从而达到降低烃露点和水露点、减少集气管线内的积液量、提高管输效率、降低清管次数、提高经济效益的目的。