超临界锅炉螺旋管圈水冷壁传热特性的研究

本文在全周均匀加热和侧面半周加热的条件下,对600 MW超临界变压运行直流锅炉螺旋管圈水冷壁φ32×2mm不锈钢管,在倾角α=20°时的传热特性进行了试验研究。试验参数的范围为:压力: p=13~30 MPa,质量流速G=600~1200 kg/m2·s,内壁热负荷q=200~600 kW/m2。半周加热时最大热负荷与最小热负荷之比qmax/gmin为4.2,最大热负荷与平均热负荷之比qmax/gini为1.6。试验得出了在不同条件下的壁温分布,发生传热恶化的临界干度、壁温飞升和最小传热系数,比较了半周加热与全周加热的区别,为超临界锅炉设计提供参考。     

半周加热内螺纹管内超临界传热的数值模拟

半周受热内螺纹管内流体温度、壁面温度和换热系数存在周向不均匀性,本文建立了流固耦合的传热模型,通过数值模拟在不同q/G (热流密度与质量流速之比)下对比分析了半周和全周加热内螺纹管内超临界水的传热过程。研究发现半周加热内螺纹管强化了超临界流体传热,降低了内壁温度。管内流体的贴壁周向运动加强了冷热侧流体间的热量交换,同时近壁面流体与管中心流体间的传热强度也有所提高。管子几何参数对半周受热内螺纹管换热的影响比全周加热时更显著。     

内螺纹管近临界压力区两相流沸腾传热特性的研究

一、试验装置与方法 锅炉水冷壁管采用内螺纹管结构是锅炉中防止传热恶化的主要措施之一。目前国内外有关内螺纹管在近临界压力区汽水两相流沸腾传热特性方面的研究资料还甚少。为了加速我国300MW直流锅炉的完善化,并考虑炉膛水冷壁将在近临界压力条件下工作,因此作者在西安交通大学高压汽水两相流试验装置上对这一课题进行了试验研究工作。试验用内螺纹管为我国300MW直流锅炉实际采用的φ22×5.5mm四头碳钢内螺纹管。用充水法确定其平均内径为11.69mm,螺纹高度为0.58mm,     

垂直上升内螺纹管内超临界压力水的传热特性研究

对垂直上升?1.? mm六头内螺纹管内超临界压力水的传热特性进行了比较系统的实验研究.试验参数范围,压力p=22.～29. MPa,管内质量流速G=650～1200 kg/(m2·s),内壁热流密度q=200～660 kW/m2.根据试验结果,细致地分析了质量流速和压力对超临界水传热特性的影响,并探讨了大比热容区传热强化和传热恶化的发生机理.通过与亚临界压力下传热特性的比较,表明超临界压力下的对流换热不同于亚临界压力下的单相对流换热;超临界压力下的传热存在三种模式: (1)正常传热;(2)传热恶化;(3)强化传热.同时发现,超临界压力下的传热恶化类似于亚临界压力下的膜态沸腾.     

交叉齿内螺纹重力热管强化传热特性

实验测定了水平和垂直放置状态下,铜-水交叉齿内螺纹重力热管的传热特性,并与普通铜-水重力热管进行了比较,得出了交叉齿内螺纹对重力热管传热性能的影响.水平放置状态下,交叉齿内螺纹重力热管具有较低的蒸发段温度、轴向温差和热阻,相比普通重力热管其传热极限也有极大的提升.垂直放置状态下,在40 W低加热功率时,交叉齿内螺纹重力热管传热性能低于普通重力热管,随着加热功率的增加,其传热性能实现反超。     

高参数小管径内煤油的传热特性研究

本文对酸碱水洗煤油在高热流密度、高流速、高压、小直径圆管条件下进行了试验及理论研究,试验参数为热流密度q=0.8-50 MW/m2、亚临界压力p=2 MPa、超临界压力p=5,15 MPa、质量流速pw=8500-51000 kg/m2·s、圆管内径φ=1.7 mm。通过试验研究,获得了酸碱水洗煤油在亚临界及超临界压力条件下的传热特性、拟沸腾发生的界限条件以及传热恶化时的临界热流密度值及相关影响因素。在对试验结果分析的基础上,建立了临界热流密度关联式,计算结果与试验结果吻合良好。     

亚临界压力区垂直上升管内传热特性实验研究

本文开展了亚临界压力下垂直上升内螺纹管中水的传热特性的实验研究,并与对应条件下光管内水的传热特性进行了对比、分析.结果发现:内螺纹管和光管中两相饱和流动沸腾换热随热流密度的增加或压力的升高而增大,基本不随质量流速的变化而变化;相同工况下内螺纹管的饱和沸腾换热系数大约为光管的1.1～1.2倍。内螺纹管和光管的过冷沸腾起始干度都随质量流速的减小或者压力的升高或者热流密度的增大而增大;在相同工况下本文实验内螺纹管中的过冷沸腾起始干度比光管中的要小至少0.2。光管中主要发生偏离核态沸腾(DNB),临界干度随热流密度的减小或质量流速的增加或压力的降低而增大;内螺纹管中主要发生烧干,运行参数对临界干度的影响不大。     

椭圆筒壁传热模型的研究

本文从椭圆的特性出发,导出了椭圆筒壁的传热方程以及温度分布,给出了椭圆筒壁的传热特性与椭圆几何参数及换热系数之间的关系;探讨了椭圆几何参数对最大换热量及临界热绝缘厚度的影响;查明了椭圆筒壁传热按圆筒壁处理的条件。     

螺旋管内高压汽液两相强制对流沸腾传热试验

螺旋管式蒸汽发生器或热交换器在核电站、直流锅炉和各种化工设备等领域中都有相当广泛的应用。在高压水回路上对螺旋管中汽液两相强制对流沸腾传热特性进行了试验研究,得到了立式上升流动螺旋管内过冷水紊流流动和过热蒸汽紊流流动时的放热系数。用修正L-M关系式整理了立式上升流动螺旋管内两相强制对流区放热系数,螺旋管在该区的放热系数大致范围为25-40 kw／(m2·℃)。     

N─甲基吡咯烷酮两相闭式热虹吸管传热特性的实验研究

本文报道了用Ｎ—甲基吡咯烷酮（Ｃ５Ｈ９ＮＯ３）为工质以光滑管与三维内翅片管为管壳制成的两相闭式逆流热虹吸管的传热特性。实验结果表明在工作温度为２２０～３５０℃，热负荷为８．２～１７．３ｋＷ／ｍ２范围内光滑热虹吸管蒸发段与凝结段换热系数的积分平均值分别约为１７００Ｗ／ｍ２·℃和１６００Ｗ／ｍ２·℃。由于三维翅片的强化传热作用，使三维内翅片热虹吸管蒸发段与凝结段换热系数分别比光滑管增大了２０％～４０％和７０％～１６０％。实验表明Ｎ—甲基吡咯烷酮综合传热性能优于萘，可望作为中温热管工质使用。     

细圆管内纳米颗粒悬浮液强化对流换热的探讨

实验研究了细圆管内去离子水和氧化铜纳米颗粒悬浮液的对流换热特性。根据实验数据,得到纳米颗粒悬浮液相对于去离子水的对流换热强化特性。结果表明,氧化铜纳米颗粒的加入强化了去离子水的换热性能,其强化程度随Re的变化因管径而异,并且与流态有关。     

EHD效应强化管内油的强制对流换热实验

本文以高粘性流体为实验工质,对水平光滑管内油的层流流动换热进行了直流高压电场强化（ＥＨＤ效应）实验研究。以实验方法调查了其换热系数强化率与外加电场强度、热流密度及流动速度,油温等因素的相关性。实验证实了外加直流高压电场能对管内层流强制对流换热起着很好的强化作用。验证了高粘性流体在ＥＨＤ效应下,综合换热性能同样有大幅度增加。     

喷雾冷却换热机理和影响换热性能的因素

 基于目前国内外相关研究结果,分析了喷雾冷却的传热特性,阐述了喷雾冷却换热机理,给出了强化方法,研究了影响换热性能的因素,并给出一些理论临界热流密度（CHF）模型。最后结合高功率激光器件的散热需求,提出了喷雾冷却的发展方向。     

流体低速横掠振动圆管的传热特性研究

本文实验研究了流体低流速横向冲刷间谐振动圆管的传热特性,其目的是为流体诱导振动的有效利用提供更多的借鉴。研究结果表明流体绕流振动圆管时,在较低流速下即可获得较好的传热效果。对流换热的增强较少地依赖于流动雷诺数,更多地依赖于振动雷诺数。     

微酒窝通道与圆柱面凹槽通道对流传热强化分析

结合对流传热场协同原理分析了微酒窝通道、圆柱面凹槽通道及低肋通道强化传热特点,研究发现酒窝与圆柱面凹槽强化传热主要原因为:1)增加近壁区流体扰动,促进酒窝或凹槽内部流体与主流之间的传热;2)酒窝与凹槽均可扩展传热面积,进而提高总传热量。与低肋通道相比,酒窝与圆柱面凹槽仅对其附近流体的流动产生影响,而对主流流体的流动影响较小,进而阻力增加较少。提出传热量单元性能参数PEC_A作为评价指标,酒窝通道综合性能参数略高于圆柱面凹槽通道,而远高于低肋通道。     

新型共沸混合工质HC170／FC116沸腾传热实验研究

实验测量了新型共沸混合工质HC170/FC116的池核沸腾传热特性.实验测量的加热面为紫铜表面,热流密度范围为50 kW/m2～300 kW/m2.同时实验结果与复叠温区常用制冷剂R503和R508B的传热性能进行了比较,发现新型共沸混合工质HC170/FC116的传热性能高于R508B.最后对实验数据回归得到了共沸混合工质传热系数计算关联式,此关联式的计算值与实验数据的偏差在士10%以内.     

斜翅型冷凝强化换热管传热性能的实验研究

对一种斜翅型外翅片带内螺纹的冷凝强化换热管进行传热性能的实验研究。管外冷凝换热的制冷剂为R134a,管内对流换热的介质为水。分别在定热流密度与定水流速的条件下进行一系列工况的实验,得到相应的实验数据。在定热流密度条件下,利用Wilson图解法得到管内的换热系数数据及相应的计算关联式。在定水流速的条件下,利用分离方法得到管外冷凝换热系数数据及相应的计算关联式。将强化管换热系数数据与光管换热系数的理论计算值进行了比较,结果表明:冷凝强化换热管管内对流换热的强化倍率为2.4,管外凝结换热系数随壁面过冷度的增加而增大,管外凝结换热的强化倍率为:1.78～3.92。     

含相变材料玻璃类围护结构传热系数分析

建立太阳辐射加热下含半透明相变材料类玻璃围护结构的一维相变导热和辐射耦合稳态传热模型,采用控制容积法结合布格尔定律,数值求解含相变材料玻璃围护结构内部的能量传递,分析相变材料的辐射物性参数和室内外环境因素对其传热系数的影响.结果表明,计算相变材料类玻璃围护结构传热系数需要考虑其半透明性;传热系数不仅受物性参数和环境因素的影响,还与材料的液相率与透光率等因素有关.     

一种新型两相流动中环状流液膜换热模型的研究

本文从汽液界面紊流脉动受到抑制的物理基础出发,提出对近界面缓冲层的混合长理论应进行修正,通过试验得到了相应的数学表达式及速度分布,并据此发展了一个新的环状流液膜换热模型。通过与试验值的比较,本文模型的计算结果与现有模型的计算结果相比较更趋于合理。     

水平管外强化凝结传热的数值解

以Nusselt理论为基础,运用三维坐标建立了肋片侧面的冷凝传热模型,对肋片侧面的冷凝传热机理进行了分析,得出了肋片侧面表面传热系数的积分表达式。利用此法对水平环肋单管表面传热系数进行计算并将结果与传统解法进行比较。