一次表面换热器的场协同分析

在微型燃气轮机高效紧凑式回热器关键技术研究背景下,对具有正弦形波纹通道的一次表面换热器开展了传热与流动的数值模拟,并重点针对换热器不同的流动交错角(θ)和宽高比(P/H)做了场协同问题的计算和分析.数值计算表明,场协同原理同样可以指导一次表面换热器的换热强化,并指明未来结构优化的方向.     

管壳式换热器内流体流动动态数值分析

在现代工业中换热器作为一种主要的热量交换设备具有十分广发的应用。换热器换热效果高低对企业的整个生产效益也有着十分重要的影响。目前应用最为广泛的一种换热器就是管壳式换热器。对于管壳式换热器的研究,通过实验方法具备一定的难度,因此现阶段主要还是通过计算机数值模拟的方法来完成,本文通过改变换热器的内部结构和管束的布置,实现了管壳式换热器的传热特性和流动状态。     

铁镍泡沫填充板式换热器传热特性数值模拟

利用开孔泡沫金属比表面积大、基体金属材料导热系数大和其复杂的三维立体网状结构能提高流体非线性效果的特点,研制了一种新型紧凑式镍铁泡沫填充板式换热器。并用CFD商用有限元软件FLUENT对空气-空气在该换热器中的传热特性进行数值模拟。在相同的操作条件下,模拟结果与实验结果吻合较好。研究结果表明:在板式换热器中填充开孔铁镍泡沫材料,冷热空气在换热器中的湍流程度有所增强,板式换热器的传热效率明显提高。铁镍泡沫填充物会使冷热空气流经换热器时的阻力增加,但由此所产生的压力损失对换热器综合性能影响不大。填充相同孔隙率的泡沫材料,孔密度的改变对传热效率影响较小。研究结果可为换热设备结构优化和设计制造轻型紧凑的高效换热设备提供参考。     

非结构网格上浅水方程的LU-SGS隐式算法

针对浅水数值模拟的特点,建立了可以在非结构网格上求解浅水方程的LU-SGS隐式算法.对复杂地形的底坡项进行了修正,并利用淹没节点法处理移动边界问题.利用算例对此隐式算法进行了模拟验证,并与Roe显式算法进行了比较.结果表明,隐式算法可以有效地缩短计算时间,具有良好的计算和收敛效果.长江口实际潮流模拟结果也证明了此隐式算法处理实际浅水问题的能力.     

管翅式换热器流动和换热的低阶模型模拟

采用最佳正交分解技术(POD)建立管翅式换热器的低阶模型,通过数值模拟的方法得到管翅式换热器在雷诺数为100~2 000时的流场和温度场。通过对系统样本实施最佳正交分解得到该物理问题的POD基函数和谱系数。POD基函数具有能量最优的特性,即在重构公式中使用较小的截断自由度可将原物理问题的解准确地表示出来,重构公式在非设计参数时的谱系数由线性插值的方法得到。研究结果表明,基于POD的低阶模型可以快速、准确地预测出管翅式换热器内的温度场和速度场,计算时间仅为SIMPLE算法的1/1 200。     

紧凑式换热器性能瞬变测试的非线性参数估计

提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ 和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的数值仿真实验表明,参数估计值具有良好的精度.     

浅谈管壳式换热器流动诱发振动

本文将对管壳式换热器中流体流动诱发振动作简要介绍，对换热器模拟软件HTRI中有关振动分析评价程序进行说明，并借助此振动分析评价程序解决工程应用实际问题。     

模拟分析壳程结构参数对缠绕管式换热器综合性能的影响

采用数值模拟的方法,建立合理简化的缠绕管式换热器的流体动力学模型,考察缠绕管式换热器的壳程结构参数对其流动和换热性能的影响.结果显示,换热器盘管层数的增加并未带来努赛尔数的明显变化,仅阻力系数的增大不足以引起换热器综合性能评价因子数值的波动.随着换热管轴向间距加大,努赛尔数、阻力系数和综合性能评价因子都呈现出先增大后减小的趋势.换热器垫条厚度的增加则会引起努赛尔数的增加,伴随阻力系数降低,综合性能评价因子的数值明显升高.对比后得知,垫条厚度对缠绕管式换热器的换热和流动性能的影响最为显著.研究结果可为缠绕管式换热器优化设计提供参考.     

纵向导热对错流式微型换热器总包换热系数的影响

采用三维数值模拟获得错流式微型换热器温度分布、总包传热系数和传热单元数,给出了总包传热系数关联式,通过一维对流一导热耦合模型给出纵向导热影响系数K．K为流体质量流量、流体比定压热容、流体和间壁固体热导率及换热器结构尺寸的函数．用K和关联式求得的总包换热系数相乘的方法预测错流式微型多通道换热器的总包换热系数,与模拟结果吻合较好．     

两种不同结构形式的折流板对管壳式换热器的影响因素分析

管壳式换热器由于其结构简单、强度可靠、技术成熟、耐高温高压,所以是目前换热器的主要结构形式,被广泛应用于石油化工、轻工制药、航空等许多行业。传热强化一直是管壳式换热器的研究热点,而折流板的结构对壳程的传热特性尤为重要。首先采用流体仿真软件Fluent对弓形折流板和盘环折流板的流场和流阻进行了数值模拟,模拟结果表明壳程采用盘环折流板比弓形折流板传热效果好,但对应的流阻比弓形折流板的要高,产生的压力损失比弓形折流板的大。其次通过实验验证了弓形折流板和盘环折流板对流体传热和压力损失的影响,实验结果和数值模拟结果一致,证明了数值模拟的准确性,可为工程管壳式换热器折流板的选型提供参考。     

三种常用换热器的比较

文中对管壳式换热器、板式换热器和板壳式换热器从结构和性能方面进行了简单比较,结果表明：板壳式换热器结合了管壳式换热器高温高压和板式换热器结构紧凑及传热系数高等优点,更具应用前景。     

特流分配的不均匀性对紧凑式换热器效能的影响

以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型,通过理论分析和计算,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法,该理论模型包括连续模型和离散模型2种形式,前者为研究物流分配不均匀引起换热器效能的下降提供了一种分析计算方法,后者为控制实验研究的精度提供了理论依据,研究结论对换热器的优化设计具有重要意义。     

气─气热管换热器的传热有效度传热单元数设计方法

用传热有效度传热单元数法对热管换热器中连续变化的流体温度进行了计算,得到了冷、热流体之间的换热量和各排热管出口处的流体温度。这种方法物理概念清晰,计算程序简单,计算结果准确,是一种较完善的热管换热器设计计算方法。     

间壁式筛网网格换热器的性能分析

为揭示间壁式筛网网格换热器中网片与隔热片厚度比对换热器效率的影响规律,在数值计算中引入了间壁热阻和隔热片导热系数,改进了传统间壁式网格换热器的数值计算方法.通过与传统计算方法对比,发现改进方法使间壁式网格换热器计算更加精确并更体现其结构特点.利用改进的方法对换热器进行性能分析,得到了换热器效率及其内部温度分布特性.结果显示,隔热片与网片厚度的选取对换热器性能具有明显的影响,当隔热片厚度为0.2mm及网片与隔热片的厚度比为4∶1时,相同长度下的换热器性能达到最优.     

Development of Submersible Corrugated Pipe Sewage Heat Exchanger

Based on the characteristics of heat transfer for corrugated pipe,a method of calculating and de-sign on the submersible corrugated pipe sewage heat exchanger was put forward theoretically and experimental-ly.The actual movement parameters of air-conditioning system used in this heat exchanger were measured.The experimental result shows that the quantity of heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger can satisfy the building's load with the average coefficient of performance 4.55.At the same time.the quantity ot heat transfer of the corrugated pipe sewage heat exchanger was compared with that of the other nonmetallic sewage heat exchangers(i.e.,the plastic-Al pipe sewage heat exchanger and PP-R pipe sewage heat exchanger)experimentally.It is found out that the effect of heat transfer for submersible corrugated pipe sewage heat ex-changer is superior to those of the plastic-Al pipe and the PP-R pipe.The quantity of heat transfer per mile of corrugated pipe sewage heat exchanger is 5.2 times as much as that of the plastic-Al pipe,and it is 8.1 times as much as that of PP-R pipe.     

余热排出热交换器管束间自然对流的CFD模拟

应用FLUENT计算软件对某型号船舶余热排出热交换器进行数值模拟，采用GAMBIT网格生成技术建立物理模型，在FLLYENT中采用合适的计算模型、差分格式和边界条件，对计算结果进行后处理分析，为船舶余热排出热交换器的设计和优化提供理论计算依据。     

全热交换器效率的权重系数分析方法

以板式全热交换器为例,通过推导全热交换器的显热、潜热和全热3种效率之间的关系式,用权重系数的概念分析了在我国不同地区气象条件下,显热效率和潜热效率对全热效率的影响程度.分析表明,夏季工况下我国大部分地区的潜热效率的权重系数大于显热效率的权重系数.如果使用全热交换器,其全热效率的大小在夏季工况下主要受其潜热效率大小的影响,而冬季工况下则主要受到显热效率的影响,由于不同气候条件的潜热和显热所占权重比例不同,在进行不同材质的全热交换器的研发和选用时,应充分考虑其显热效率、潜热效率对全年能耗的总体影响,达到更好地实现节约投资和节能的目的.     

利用夹点技术分析优化换热网络

介绍了夹点技术设计的基本概念及设计原则.以标定数据为基础,运用夹点技术对某炼油厂常减压蒸馏装置换热网络进行优化分析,经济评价结果表明优化后的换热网络节能效果较好.     

折流板结构对管壳式换热器壳程流动与传热的影响

利用F luent软件,对弓形折流板换热器和连续螺旋折流板换热器壳程的流场、流动阻力和换热进行了数值模拟分析,并对计算结果进行了实验验证.结果表明,弓形折流板换热器壳程存在明显的流动滞流区,螺旋折流板换热器中的流场分布则比较均匀.在相同的流量条件下,螺旋折流板换热器壳程的流动压降大约只有弓形折流板换热器的32%,换热能力则略低于弓形折流板换热器,但单位压降下的换热系数有很大的提高,大约是弓形折流板换热器的1.3倍.数值计算结果与实验值符合良好,说明采用的数学模型是合理的,较真实地反映了换热器的实际情况.     

A novel method to improve the performance of heatexchanger——Temperaturefields coordination of fluids

The methods to enhance the heat transfer in heat exchanger may be classified into two levels: one is to improve the heat transfer coefficient; the other is to upgrade the whole arrangement of the heat exchangers. For the second level, the performance of heat exchanger can be upgraded by increasing the coordination degree between the temperature fields of cold and hot fluids. When the temperature distributions are similar to each other, the temperature difference field (TDF) is more uniform, which means that the temperature fields are more coordinated with each other. For the cross-flow heat exchanger, rearrangement of the heat exchange surface area should improve the heat transfer effectiveness, which is even equal to that of the counter-flow heat exchanger when the surface area is reassigned optimally. For the multi-stream heat exchanger, the thermal performance is also dependent on the uniformity of the TDF, and the parallel-flow arrangement may achieve higher heat exchange effectiveness than the counter-flow arrangement, which indicates that the performance of heat exchanger depends on the coordination degree of temperature fields instead of the flow arrangement.