螺旋折流板换热器流动与换热特性的试验分析

对螺旋折流板换热器的流动及换热特性进行了试验研究与分析.结果表明,当保持螺旋周期为定值时,在相同流量下和相同壳径下,螺旋折流板换热器的壳侧压降随螺旋角增大而减小,且远低于弓形折流板的管壳式换热器;壳径减 小时,压降增加明显.相同Re下,螺旋折流板换热器的壳侧换热系数低于弓形折流板,在螺旋角为40°时达到最大值.相同流量下,螺旋折流板管壳式换热器单位压降和单位泵功下的换热系数均高于弓形折流板管壳式换热器.     

双壳程连续螺旋折流板换热器的数值模拟

本文提出了一种新型的双壳程连续螺旋折流板换热器。采用数值模拟方法对双壳程、单壳程连续螺折流板换热器,以及弓形折流板换热器壳侧流动与传热持性进行了对比研究。结果表明,同质量流量和对流换热系数近似相等的情况下,双壳程连续螺旋折流板换热器壳程压降比弓形折流板换热器低17.7%～23.5%,同质量流量和壳程压降近似相等的情况下,其对流换热系数比单壳程连续螺旋折流板换热器高7.1%～12.6%。     

组合式多壳程螺旋折流板管壳式换热器数值模拟研究

本文采用数值模拟方法对内壳程为非连续螺旋折流板的组合式螺旋折流板和单壳程弓形折流板管壳式换热器壳侧流动换热特性进行对比研究,结果表明:相同壳程质量流量和相同换热量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器的压损比弓形折流板换热器降低14.6%;相同壳程质量流量条件下,组合式两壳程螺旋折流板换热器单位压降下换热量比弓形折流板换热器提高10.8%.     

周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧性能试验研究

对倾斜角为20°、24°、28°和32°的单头以及32°的双头周向重叠三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能进行了测试,换热器采用公共壳体和可更换管芯结构。采用壳侧轴向雷诺数和轴向欧拉数分别作为反映壳侧流量和阻力系数的无因次参数。试验结果显示在试验范围内周向重叠三分螺旋折流板换热器壳侧换热系数、壳侧压降和综合性能指标都随着倾斜角增大而减小;倾斜角20°方案的性能指标最佳,其平均壳侧努塞尔数和轴向欧拉数与弓形折流板方案的数值之比分别为1.123和0.45;双头螺旋折流板方案的换热系数和压降都大于同样倾斜角的单头螺旋折流板方案,但两者的综合性能较接近。     

螺旋折流板换热器层流流动与换热的数值模拟

应用多孔介质和分布阻力模型对一螺旋折流板管壳式换热器的壳侧层流流动与换热进行了三维数值模拟,并与该换热器的实验研究结果进行了对比分析,符合程度良好.证明了该方法能有效地模拟螺旋折流板换热器的流动和换热特性.     

阶梯式螺旋折流板换热器流动与传热特性研究

针对现有的螺旋折流板换热器加工较为复杂,并且非连续型螺旋折流板的相邻折流板间存在漏流的问题,提出了一种新型阶梯式螺旋折流板换热器。通过数值模拟的方法对阶梯式螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器进行对比,研究其壳程流动与传热特性。结果表明,阶梯式螺旋折流板换热器能够使壳侧流体呈近似螺旋状流动,综合性能优于弓形折流板换热器,速度分布更加均匀。     

新型椭圆管螺旋折流板换热器特性研究

三角漏流区是影响搭接螺旋折流板换热器综合性能的重要几何结构。本文改变以"堵"为主的传统三角漏流区优化方式,采用"疏"的理念,提出了一种新型椭圆管搭接螺旋折流板换热器。基于数值模拟和场协同理论分析得出,新型椭圆管搭接螺旋折流板换热器具有较好的纵向流特征,大幅减小了壳程压降;椭圆管周向布管,具有导流和增强局部换热作用;新型椭圆管周向布管搭接螺旋折流板换热器三场协同性好,综合性能优。     

三分螺旋折流板换热器壳侧传热特性研究

本文给出了三分螺旋折流板换热器几何参数的关系式,并分析了倾斜角为10°、15°、20°扇形、15°椭圆、20°扇形搭接的三分螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热和压降性能测试实验结果。结果显示20°扇形折流板方案的壳侧换热系数较高且压降较低,其性能指标h_o/△p_o~(1/3)平均值比弓形折流板换热器的值高26%;20°扇形搭接方案与螺距相仿的15°扇形方案的性能大致相当;15°扇形方案比螺距较小的15°椭圆方案的性能更高。结果表明对换热器的性能起决定作用的不是折流板的倾斜角而是当量螺旋角。     

双螺旋与中间搭接螺旋折流板换热器性能研究

采用数值模拟方法研究了40°螺旋角时螺旋折流板换热器双螺旋和中间搭接两种折流板布置形式对壳程性能与螺旋流动的影响,并与30°和40°螺旋角时单螺旋连续搭接结构的进行了对比.结果表明,40°螺旋角时双螺旋和中间搭接结构会强化壳程流体的螺旋流动,使同流量下壳程换热系数与压降增加,但同压降下的换热系数显著下降且均低于30°螺...     

斜向流换热器壳程流场均匀化研究

传统弓形折流板换热器壳程流体横向流动时存在流动阻力和传热死区大等缺点。为克服上述不足,研究开发了一种新型高效节能的斜向流管壳式换热器,采用导向型折流栅替代传统弓形折流板,倾斜流道内流体斜向冲刷换热管束。考察和对比了斜向流换热器和弓形折流板换热器壳程主流区的流体流速分布和变化规律,证实了导向型折流栅具有显著的控涡均化壳程流场和提高壳程流体整体流速的作用,有助于减小壳程压降,增大有效换热面积,为管壳式换热器结构改良提供了参考依据。     

ELECTROHYDRODYNAMIC ENHANCEMENT OF HEAT TRANSFER IN A SHELL-AND TUBE HEAT EXCHANGER

Enhancement of heat transfer in a heat exchanger via a DC corona discharge was studied experimentally using a single-tube shell-and-tube heat exchanger. Air was the working fluid in both the tube and shell sides. Excitation of the tube side was via a single wire electrode, while that of the shell side was via four rod electrodes oriented symmetrically at 90^° intervals. Three series of experiments were performed: (1) excitation of the tube side only, (2) excitation of the shell side only, and (3) simultaneous excitation of the tube and shell sides. Both heat transfer and pressure drop measurements were performed, with Reynolds number and electric field potential as parametric quantities in the tube and shell sides. It was found that highest enhancements take place when the tube and shell sides are excited simultaneously, yielding a 322% increase in the overall heat transfer coefficient. Study of the heat transfer enhancements per unit pumping power indicates that for the range of parameters studied, the technique is most efficient at moderate Reynolds numbers and at electrode potentials in the midrange between threshold and sparkover limits.     

基本型脉管制冷机的全三维数值模拟计算

建立了基本型脉管制冷机的三维物理和数学模型,在可压缩流动程序的基础上,开发了基本型脉管制冷机的三维非稳态可压缩交变流动与传热耦合计算的数值模拟计算程序。考察了截面平均参数在一个周期内随时间的变化情况,详细分析了脉管内的流场和温度场以及其他各主要参数的变化,对脉管制冷机的工作过程和制冷机理有了进一步的了解和认识,为脉管制冷机的结构改进和实用化奠定了一定的基础。     

水平管降膜蒸发器传热优化研究

基于分布参数方法,对大型制冷系统中的水平管外降膜蒸发进行了传热优化数值模拟计算.在计算中,分析了饱和的液态制冷剂R134a在水平的铜管束外流动蒸发的换热特性.模型考虑了不同的管子类型和2流程不同管程布置对蒸发器换热特性的影响,结果表明,蒸发器采用Turbo-EHP管的性能高于其它管;不同管程布置对蒸发器性能的影响比较大,其中,下进上出管程布置的换热性能优于其它管程布置.同时,本文考虑了传热管外"干斑"对换热的影响.本文结论对于大型制冷系统中的降膜蒸发器传热优化设计具有指导性意义.     

列管式换热器强化传热研究及发展

简述了列管式换热器强化传热技术的进展及发展方向,管程强化传热采用螺纹管、横纹管、波纹管、缩放管、管内插入物、三维内肋管、翘片管等传热元件,壳程强化传热采用板式支撑、折流插式支撑、空心环支撑、管子自支撑等管束支撑结构。指出了列管式换热器研究中存在的不足。指出了今后的发展方向,为列管式换热器的研究和应用提供理论参考。     

EHD强化水平管外沸腾传热的试验研究

本研究对水平管外沸腾换热的ＥＨＤ强化进行了试验,得出了沸腾换热系数与外加电场的电压、管壁热流密度等相关参数的关系,并对试验现象和外加电场的功耗进行了分析,为探索ＥＨＤ强化沸腾传热的机理和理论以及它的工程应用提供了一定的依据．     

螺旋折流片换热器壳侧传热与流动的数值模拟

提出了一种强化管壳式换热器壳侧传热的螺旋折流片式换热器新方案,该方案在部分管子上套上螺旋折流片,不仅强化传热,而且对相邻管子形成支撑;利用FLUENT流体计算软件对同心套管螺旋折流片式换热段的壳侧流场、温度场进行了数值模拟,并讨论了螺旋角对其强化传热和阻力性能的影响。结果显示螺旋折流片诱导的涡旋流动对于减薄边界层,促进近壁流体与主流区流体的动量和质量交换进而强化传热有明显的作用,传热系数可比光管提高约40％-100％,但其流动阻力也将增大。     

热管式吸附床制冷性能的实验研究

利用高效热管作为吸附床的传热部件,有效地提高了船用柴油机废气的热量回收。本文将热管式吸附床与传统的壳管式吸附床进行了性能对比。同时,选择氯化钙-氨作为吸附工质对,通过实验测定解吸、吸附过程的变化情况。本文的研究结果表明,采用热管式吸附床使得初始解吸和吸附速率有明显提高,从而有效缩短解吸和吸附周期,并能有效提高系统的SCP和COP。     

管壁导热对脉管内自然对流换热影响的研究

本文计算了不同脉管倾角和管壁材料下脉管管壁导热对自然对流换热的影响。发现脉管壁面导热对换热的影响不仅体现在增加了壁面的纯导热部分,更主要的上强化了脉管内的自然对流;壁面和内部气体的温度差异沿脉符轴向的变化是管壁导热强化自然对流的主要原因。     

卧式螺旋管内汽液两相流不稳定性试验研究

本文在中、低压汽水试验台上对卧式螺旋管内汽液两相流动不稳定性进行了详细的试验研究，获得了各类脉动发生的界限及各主要参数对脉动的影响规律，并在无固次分析的基础上，给出了密度波脉动起始边界的预报关系式。     

螺旋折流片强化壳侧传热的四管模型数值模拟

针对螺旋折流片管壳式换热器的正方形布管方式,建立了相间套螺旋折流片的四管数学物理模型,利用FLUENT软件对该模型的流动与传热情况进行了数值模拟;并与光滑通道中及单管螺旋折流片模型的流动和传热结果进行了对比.结果显示旋向相反的相邻螺旋折流片所诱导的两股旋流通过相互作用可提高通道内流体流速,并有效地形成对相邻传热管外的斜向冲刷,这对于减薄边界层,促进近壁流体与主流区流体的动量和质量交换进而强化传热有明显的作用,算例显示其传热系数可比相同尺寸的光管通道中的情形提高约44%～57%.