钛制管壳式换热器的设计

本文介绍了钛材在换热器中的应用，并详细阐述了钛材换热器的结构设计方法。     

乙醇-水-复合溶剂体系汽液平衡

用改进的Othmer汽液平衡釜测定了101．3kPa下乙醇-水一复合溶剂6个体系在不同溶剂比下的汽液平衡数据，6种复合溶剂为：乙二醇 氯化锂，乙二醇 氯化钙，乙二醇 醋酸钾，乙二醇 氯化锂 氢氧化钾，乙二醇 氯化钙 氢氧化钾，乙二醇 醋酸钾 氢氧化钾。并用Wilson模型和NRTL模型对实验数据进行了关联，结果良好，大部分体系汽相组成平均偏差小于0．02，泡点温度平均偏差小于1K。     

管壳式换热器选型软件的开发

结合换热器设计的特点,分析管壳式换热器设计选型的算法,给出软件设计的总体方案。建立标准型号换热器的Access数据库,以便选型程序调用,利用Excel生成最终计算报表,利用AutoLisp语言实现管壳式换热器标准图形的参数化设计,并生成最终工程图,实现了管壳式换热器的设计选型。     

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。     

垂直上升内螺纹管中高压汽-水两相流截面含汽率的测量

利用四头内螺纹管构建了水平绝热管和垂直绝热管组合元件,在压力为11.3、14.2、21.5 MPa,质量流速为250~1 200kg/(m2·s),热负荷为50~300kW/m2的范围内,采用压差替代法对内螺纹管内垂直上升流动的高温、高压汽-水两相流进行了截面含汽率的测量,并分析了系统参数对截面含汽率的影响。与经典公式的计算结果对比发现,Zivi模型和我国电站锅炉水动力计算标准与试验数据相差较小,其中Zivi模型与文中试验数据误差小于15%。基于试验数据,分压力拟合了体积含汽率经验公式,与试验值相比绝大部分点的相对误差小于15%,在高干度区相对误差小于10%。研究结果表明,基于压差替代法,采用所提模型可以对垂直内螺纹管内高温、高压汽-水两相流体参数进行有效测量。     

多孔介质汽-水相对渗透率研究进展

 汽-水相对渗透率常用于解决高温地热(高温水热型地热、干热岩)储层系统中汽-水两相流渗流问题,是地热开发资源量计算、动态分析、地热储层数值模拟等方面不可或缺的参数。在阐述地热系统汽-水相对渗透率产生机制及其重要性的基础上,总结了该研究领域的最新研究进展,并从实验测定、数值模拟等方面提出了进一步开展研究的相关建议。     

醇-水-氯化锂体系汽液平衡

用改进的Othmer汽液平衡鉴定了0．1MPa下乙醇／异丙醇／正丙醇－水－氯化锂体系在不同恒盐摩尔分率下的汽液平衡数据，并用Mock模型、Sander模型、Macedo模型和Kikic模型对实验数据进行了关联，结果良好。     

波纹管膨胀节设计软件的模块化设计

本文利用软件模块化结构设计的优点，对波纹管元件强度和性能计算、各类型膨胀节的结构设计，典型管线的膨胀节补偿设计等提出了计算机设计软件的模块化设计方法，并对软件系统的结构、组成和功能进行了论述。     

氢氰酸-丙酮-水三元体系汽液平衡的测定

采用改进的Rose汽液平衡釜测定了丙酮-水二元体系、氢氰酸-丙酮-水三元体系在101．325kPa压力下的汽液平衡数据。     

一种气-液翅片管式热管换热器的研制

热管技术是一门新型传热技术。近年来,热管换热器由于其具有高效、高导热、良好等温性,越来越得以广泛应用。本文依据给定的技术参数,设计研制了一种气-液翅片管式热管换热器,阐述了换热器的基本结构和工作原理,介绍了换热器主要结构的选型及设计。     

波纹管与光管流体传热特性对比实验研究

针对冷、热流体在波纹套管结构中的传热特性进行了实验研究 ,并与光管进行对比分析 ,从而为波纹套管结构应用到实际的换热器中 ,提供了理论和实验依据     

换热管流固耦合传热的分区求解数值算法

考虑换热管与流体换热的相互影响,以换热管固体域与管内流体域为研究对象,根据耦合界面温度和热流密度的连续性边界条件,推导了界面温度和热流密度的迭代格式和收敛判别方法.以整场离散整场求解为基准,研究耦合界面处的温度和热流密度分布以及出口平均温度,探讨了分区求解边界耦合算法的计算精度和求解效率.计算结果表明,建议松弛因子取0.75、收敛容差取0.1为宜.流固耦合传热的分区求解数值算法,为高效换热管的研发提供可靠的数值模拟方法.     

径向热管换热器壳程数值模拟及结构参数优化

利用FLUENT软件,对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算,分析烟气速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律,并寻求换热器结构参数优化值。研究结果显示:换热器壳程,离热管管壁越近,温度梯度越大;烟气流经管束时,在管束尾部形成一个楔形的涡流区,速度在流体出现脱体的地方达到最大;湍流强度在涡流中心区域也达到最大值,中心区域的换热强度明显高于热管两侧边缘处,管束尾部的烟气温度低于管边缘处的烟气温度。将模拟结果与测试结果进行比较,误差在10%以内。通过改变换热器结构参数,对换热器壳程烟气对流换热进行分析研究,得到径向热管换热器结构优化参数:横向管距为114~120 mm;纵向管距为120~125 mm;翅片高度不应高于26.5 mm;翅片间距为6 mm。     

Entransy dissipation minimization for optimization of heat exchanger design

In this paper,by taking the water-water balanced counterflow heat exchanger as an example,the entransy dissipation theory is applied to optimizing the design of heat exchangers.Under certain conditions,the optimal duct aspect ratio is determined analytically.When the heat transfer area or the duct volume is fixed,analytical expressions of the optimal mass velocity and the minimal entransy dissipation rate are obtained.These results show that to reduce the irreversible dissipation in heat exchangers,the heat exchange area should be enlarged as much as possible,while the mass velocity should be reduced as low as possible.     

列管式换热器遗传算法的优化设计

应用遗传算法对列管式换热器进行优化设计,并通过分析列管式换热器数学模型的自由度,给出了能保证各变量独立的决策变量确定方法,以及根据经济指标确定出适应度函数.结果表明,采用遗传算法比传统的优化设计方法更准确、有效.     

单组分体系质量交换网络和换热网络同步综合

为实现单组份体系质量交换网络(mass exchanger network,MEN)和换热网络(heat exchanger network,HEN)同步综合,提出一种新的综合方法,并针对过程系统中质量交换网络和换热网络耦合关系强、连接参数(传质温度)作为优化变量在两网络同步优化时难度大的问题提出了解决方案。采用质量夹点法综合质量交换网络、虚拟温焓图法综合换热网络来构造总网络数学模型,并通过提出连接参数与总网络同时优化的策略,实现质量和换热总网络(com-bined mass and heat exchanger network,CM&HEN)全局同步优化。采用实例对所提方法进行验证,结果表明:该方法所需的年度总费用更低,说明该方法不仅能够实现同步综合,而且能获得更优解。     

Theoretical analysis of a method for segmented heat exchanger design

In the process of the design of heat exchangers,it is difficult to establish the factors governing the optimal points of the design objective functions due to the contradictions and uncertainties of the design objectives.The variation of fluid properties is one of the main factors causing this type of uncertainty.Conventional design methods have not completely solved these problems.In the present work,based on the logarithmic mean temperature difference,a new heat exchanger design method(called the segmented design method) is proposed which takes into account the variation of fluid properties with respect to the temperature.In this method,the whole heat exchanger is first divided into several segments.Then by applying the principle of the conservation of energy and taking into account the initial conditions as well as the connecting conditions of the adjacent segments,the inlet and outlet temperatures of each segment are determined.Finally,the application of the logarithmic mean temperature difference method on each segment defines the heat transfer area.     

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%。     

无管板列管式换热器的结构及传热研究

针对列管式换热器壳程传热膜系数较低、高流速时易产生流体诱发振动、管板与换热管之间存在间隙腐蚀的实际情况,提出了一种无管板列管式换热器结构.该结构提高了壳程的传热膜系数,解决了间隙腐蚀的问题,减小了壳程流体的流动阻力和流体诱发振动,为列管式换热器的结构改造提供了好的形式.     

三流体分离型热管换热器性能分析及应用

建立了三流体分离型热管的传热分析模型,得到了各排热管具有相同换热面积和不同换热面积顺流和逆流换热器的温度传递矩阵方程。利用具有相同换热面积换热器的温度传递矩阵方程,导出了顺流和逆流换热器的2个传热有效度θ1、θ2与M1、M2、NTU1、NTU2、、U及Δti的关系式。应用所得的结果,对大型高炉热风炉的烟气余热回收装置进行了设计和变工况校核计算,实践证明结果正确。