换热器的(火积)理论强化传热评价准则研究

对于现有的(火积)理论只考虑了换热器换热量或传热温差的影响,而没有考虑压降和泵功的问题,分析和推导得出两种新的(火积)评价指标ET/EP2/3和ET/EP,并命名为EPEC(entransy performance evaluation criterion)指标,分别表征了单位压降和单位泵功下的换热量,这对换热器传热强化性能评价工作具有重要的参考价值。同时,对18°和27°平面螺旋折流板换热器和折面螺旋折流板换热器的实验结果分别进行了基于热力学第一定律、热力学第二定律以及新的(火积)理论评价指标的分析,研究表明:ET/EP2/3和ET/EP与单位压降和单位泵功下的换热量随有效度的变化趋势基本一致,验证了新评价指标的有效性和可靠性。不同评价指标均从不同方面反映了换热器的性能,同时也说明了不同评价指标之间的差异和针对不同换热器不同工况统一标准的必要性。     

换热器强化的场协同原则

提高换热器的传热性能可以有两个层次, 第1个层次是增加对流换热系数, 第2个层次是改善换热器整体安排. 围绕第2个层次讨论, 提出了改善换热器中冷热流体温度场间的协同就能提高换热器的效能. 换热器中冷热流体温度场的函数形式越接近, 冷热流体的温差场越均匀时, 称冷热流体温度场的协同越好. 通过重新分布换热面积可提高叉流换热器的效能, 当换热面积具有最佳分布时, 叉流换热器的效能可与逆流换热器的效能相等. 多股流换热器中, 顺流换热方式的换热量可以高于逆流换热方式, 表明换热器的传热性能的高低取决于它们的温差场均匀性即冷热流体温度场协同程度, 而不是取决于流动方式.     

U型埋管系统地下传热数值模拟

采用柱热源模型,建立了无限大区域内U型换热器与土壤间非稳态传热的二维数学模型.以天津地区的U型垂直埋管实验得到的数据作为参数,利用FLUENT软件进行模拟,得出该地区土壤源热泵间歇运行6年的土壤温度分布规律:距离地埋管最近的1,m点其变化速度最快、幅度最大;随着典型点与U管的距离增加,其变化速度及幅度都将减小;距离地埋管最远的7 m点其温度几乎不受热泵系统运行的影响,始终维持在初始温度14.5,℃左右.     

凝固换热器凝固换热特性模拟分析

采集凝固热热泵系统为寒冷地区地表水等热能资源的开发利用提供了新思路,其关键设备凝固换热器的换热性能直接关系到热泵系统的供热运行效率.在介绍凝固换热器及其冬季换热工况的基础上,通过定义凝固当量换热系数比等量纲一参数,采用准稳态近似与拟合等方法,对紊流状况地表水凝固换热特性进行了模拟分析,建立了刮冰周期内平均凝固当量换热系数比的统计数学模型.结果表明:入口水温与管壁温度越低、管径与Re越小、管长越大,瞬时凝固当量换热系数比越高,而凝固换热器的平均凝固当量换热系数比在1～4变化.     

管壳式换热器热-磁-流耦合强化换热数值分析

采用Fe₃O₄/水磁性纳米流体和磁场改善管壳式换热器壳程的对流换热性能。通过三维数值模拟,分析了磁性纳米流体体积分数、流率和磁感应强度对管壳式换热器对流换热性能的影响。结果表明,换热器的传热率和强化效应会因为纳米粒子的导热系数和布朗运动而得到提高,但当体积分数大于1%时,提升幅度会逐渐减小并且效能评价系数会降低。相比其他性能强化技术,磁场对磁性纳米流体的作用可以使换热器在压降增加不大的情况下显著提高换热性能;与没有施加磁性纳米流体和磁场的情况相比,磁场下加入了Fe₃O₄/水磁性纳米流体的管壳式换热器的传热率提升最高可达68.2%,而压降只增加了13.8%,与施加了磁性纳米流体而没有施加磁场的情况相比,其传热率的提升最高可达46.7%,而压降只增加了1.96%。磁性纳米粒子本身具有的高导热性质和其布朗运动效应以及磁性纳米流体在垂直均匀磁场的作用下带动壳程流体形成的由内向外的旋流,加剧了对热边界层的扰动和冷热流体的混合,是对流换热性能增强的主要原因,且磁感应强度越大,流体流率越低,磁场对流体综合传热性能...     

整体式微通道换热器的性能分析

为了提升整体式微通道换热器的整体性能,建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型,研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质,并在实验验证模型准确性的基础上,利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明,当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m³/s、冷凝段风量为0.21 m³/s时,换热器的系统整体热阻为0.038 0 m²·K/W;随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加,微通道换热器空气侧的压降增加,整体热阻均降低;微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱,得出在本研究范围内,蒸发段风量取0.45 m³/s、冷凝段风量取0.69 m³/s为宜;随着整体式微通道换热器热管间距的增加,微通道换热器整体热阻呈上升趋势,微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时,微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化...     

换热器节能设计分析

换热器是现阶段热能利用中最常见的设备,在冶金工业、石油化工工业、煤矿工业、蒸汽机动力装置、制冷装置等各个领域都有广泛的应用。随着热能技术的深入发展,换热器设备不断革新,已经成为当前工业生产中合理利用与节约资源、开发新能源的关键设备,合理应用换热器进行余热回收,可以有效的节能降耗,是我国推动产业结构改革,促进可持续性发展的重要手段。本文将简单介绍一下换热器的节能设计原理、设计要点以及强化传热的方法。     

铝管换热器腐蚀研究

本文针对目前的铝管换热器进行耐腐蚀性研究,评估铝管换热器在日常使用中的风险及平均寿命。通过对铝管应用的因素进行分析,为日后新产品的应用提供依据。     

紧凑型发生精馏器的实验研究

提出了一种氨水吸收式制冷机紧凑化的方案，特别是采用螺旋板式换热器作为发生器和分凝器以降低发生精馏器高度的新设计，给出了采用上述改进方案所研制的乙醇蒸馏装置的实验结果．