内插直线型转子的管内流动与换热实验研究

实验研究了内插不同结构参数直线型转子的管内流动阻力和传热特性,结果表明,由于中空的结构形式,直线型转子可增大壁面处流体速度梯度,增强扰动,从而在阻力增加不大的条件下,实现强化换热和除垢抑垢。减小螺旋叶片角度、优化直线段形状、设置凸起等方式有助于提高内插转子的管内综合换热性能,三正三反交替布置为较优的转子排列方式。     

内插弹簧转子的管内换热及转子旋转特性

管内插入物是强化管内换热的有效方法,内插可旋转结构在强化换热的同时还具有良好的除垢抑垢效果。实验研究了内插螺旋弹簧转子的管内换热以及转子的转动特性。结果表明,与光管相比,换热增强30%,但流动阻力增加5倍左右,转子的参数需要进一步优化以减小阻力。转子的转速与来流速度呈线性递增关系,与入口处转子相比,下游转子的转速逐渐降低,单螺旋转子转速降低的幅度大于双螺旋转子。双螺旋结构连续稳定运行半年以上,该转子强化换热及除垢抑垢性能稳定。     

凝汽器管内插转子的热力与抑垢性能研究

针对凝汽器背压高和管内结垢问题,研发了具有自清洁能力的管内扰流物。为研究凝汽器管内置扰流物(内插转子)的综合性能,搭建了流动及抑垢实验台,建立了MRF数值模型。通过数值和实验方法,分析了内插转子的管内流动、换热及抑垢特性。结果表明,与传统转子相比,新型转子在阻力降低1/2的同时,增强换热10%～15%。其中空的结构形式对中心区域扰动较弱,能防止阻力增加过大。而对壁面附面层的层流底层的扰动,可增加壁面处的温度梯度有利于强化换热。内插转子可使污垢长期处于诱导期,避免管内污垢过快附着和增长。应用于某300 MW机组凝汽器,测算数据表明具有较高的运行稳定性和可靠性,在不同的负荷下均能提高真空度,起到节能降耗的效果。     

微肋管及强化微肋管换热和阻力实验研究

实验研究了微肋管在过渡区及湍流区的换热及阻力性能,并针对微肋管在过渡区的换热强化较差的特点改进其结构.实验结果表明,改进后的微肋管在2300＜Re＜10000时比原微肋管强化换热提高120%,阻力增加70%～120%.     

大功率LED液冷热沉结构与换热效果研究

为了更好设计LED液冷换热热沉,提高大功率LED热沉的综合换热性能,模拟计算了三种结构热沉的LED芯片最高结温和器件热阻,运用场协同原理分析了不同LED热沉结构的换热原理,以及努塞尔数和摩擦因子随雷诺数的变化规律;并用强化传热因子来表述换热能力和流动阻力的综合换热效果。结果表明,运用30°角矩形翅片的LED结温和器件热阻最低,换热能力最好;菱形翅片次之,垂直平行翅片最差。30°角矩形翅片和菱形翅片由于倾斜角的存在,在增加换热能力的同时也增加了流动阻力;综合分析换热能力和流动阻力,菱形翅片的综合换热性能最好。     

大功率LED液冷热沉结构与换热效果研究EI北大核心CSCD

为了更好设计LED液冷换热热沉,提高大功率LED热沉的综合换热性能,模拟计算了三种结构热沉的LED芯片最高结温和器件热阻,运用场协同原理分析了不同LED热沉结构的换热原理,以及努塞尔数和摩擦因子随雷诺数的变化规律;并用强化传热因子来表述换热能力和流动阻力的综合换热效果。结果表明,运用30°角矩形翅片的LED结温和器件热阻最低,换热能力最好;菱形翅片次之,垂直平行翅片最差。30°角矩形翅片和菱形翅片由于倾斜角的存在,在增加换热能力的同时也增加了流动阻力;综合分析换热能力和流动阻力,菱形翅片的综合换热性能最好。     

椭圆形和圆形翅片管流动与传热的数值研究

对椭圆管椭圆翅片间的流动与传热规律进行了三维数值研究,分析了不同翅片间距、迎面风速对表面换热系数和流动阻力的影响;与具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片进行比较表明,在相同条件下,两者的表面换热系数相差不大,但椭圆管椭圆翅片间流动阻力却有明显的减小.场协同分析表明,翅片迎风侧的换热要优于背风侧;通过适当增加迎风侧翅片面积,减小背风侧翅片面积,可以在强化换热的同时,减小流动阻力.     

两种内翅片管对流换热与阻力特性的实验研究

本文通过实验方法研究了当内翅片管几何尺寸及形状基本相同时,在内翅片上增加凸起对其换热和阻力的影响,并拟合出了所测参数范围内换热和阻力的实验关联式,结果表明在翅片管上增加凸起确实有强化换热的作用,同时阻力增加明显。通过对实验管综合性能的比较,发现增加凸起的换热管更适用于压缩机中冷器。     

最小煅耗优化在椭圆管换热中的应用

本文以(?)耗最小作为目标,以流动过程中的功率消耗一定作为约束条件,结合能量守恒方程和质量守恒方程得到了对流换热的优化场方程。通过数值计算,对优化场方程下的椭圆管对流换热问题进行了研究。结果表明,椭圆管优化速度场为多纵向涡结构,在这种优化场下换热能力增加的幅度远大于阻力增加的幅度,证明了以(?)耗最小作为目标的优化理论能够用于指导强化换热元件的设计。     

波纹翅片开设涡发生器强化传热数值模拟

在波纹翅片上开设矩形翼和组合翼纵向涡发生器,采用数值模拟的方法分析其强化换热特性,分析辅翼的几何尺寸,包括辅翼攻角、长度和宽度等对换热增强比Nu/Nu_0以及综合强化换热因子(Nu/Nu_0)/(f/f_0)~(1/3)的影响。结果发现:矩形翼和组合翼能显著增强波纹翅片的对流换热;由于开设纵向涡发生器后使流动阻力增加,综合强化换热因子小于换热增强比;组合翼的换热增强比和综合强化换热因子均大于矩形翼;对于组合翼,随着辅翼攻角、辅翼长度或辅翼宽度的增加,换热增强比和综合强化换热因子均增加。     

波纹内翅片管中对流换热与阻力特性的实验研究

本文研究了空气在一种波纹内翅片管内强制对流的换热与阻力特性,得出了所测参数范围内换热Nusselt数和阻力系数f随Reynolds数变化的实验关联式,并与类似波纹内翅片管的换热效果进行了比较,结果表明波纹内翅片管换热强化的程度与其结构有很大的关系。     

粗糙矩形通道的强化换热与流动阻力

本文研究了粗糙矩形通道的强化换热和流动阻力,给出了通道中壁和角区局部换热系数经验公式与流动阻力计算式;得出了在一定的h/de情况下s/h的最佳强化换热区域。实验结果表明在相同的h/de和s/h情况下,横肋管的换热性能优于斜肋管。     

填料内饱和湿空气-水的流动与换热实验研究

以饱和湿空气模拟烟气,实验研究了饱和湿空气-水在模拟喷淋填料塔内的流动与换热.结果表明,内置不同结构和材料的填料时,随着饱和湿空气进口温度的增加,饱和湿空气的流动阻力降低,换热增强;随着喷淋水流量和饱和湿空气流速的增大,阻力与换热均增加.通过对比发现,填料的亲水性越好,热导率越大,饱和湿空气的流阻越小,换热特性越好.     

微细板翅与烧结多孔结构中对流换热实验研究

本文对水和空气流过4个微细板翅结构和1个烧结多孔结构中的对流换热进行了实验研究,并对其流动与对流换热性能进行了分析和比较。结果表明:在本文实验参数范围内,与空槽道相比,这4种微细板翅结构分别使水的对流换热系数增加10—24倍,分别使空气的对流换热增强了16~40倍;与相同孔隙率的烧结多孔结构相比,微细板翅结构中的流动阻力相近,而对流换热系数却增大。存在最优的微细板翅结构,其换热性能大大强于烧结多孔结构,而流动阻力更小。     

圆管插入十字形扭带强化传热数值模拟

对圆管内添加两种宽度的十字形扭带的强化传热进行了数值模拟,对传热与阻力特性和PEC值进行了比较分析,模拟结果表明:通过减小十字形扭带的宽度使换热管内流体核心区域扰动,在紊流区域能在换热强化减小不大的情况下有效减小流体阻力,从而能提高换热管的性能.     

内置弹簧线圈平板通道流动传热实验研究

提出了在平行平板通道中等间隔布置轴线垂直于流动方向的弹簧线圈以强化传热的方法,并对其换热和流动阻力特性进行了实验研究。实验分别对水-水换热和水-油换热进行了测试,得到了所测参数范围内水侧和油侧的换热及阻力关联式。通过与典型人字形板式换热器实验结果的对比,分析了弹簧线圈对不同黏性流体流动换热的影响,得出平板间填充弹簧线圈的结构更适用于高黏性流体的流动换热。     

壳管相变蓄热器强化传热实验研究

为了强化相变蓄热器传热性能,本文设计了三种新型壳管相变蓄热器结构,并对其换热性能进行实验研究。结果表明:在蓄热器内部添加分层结构和斜翅片换热性能最高,内部温度达到均匀化的时间随换热单元数增加而增大;换热管道间翅片的添加可有效地强化换热效果,改善蓄热器内部出现的温度严重分层现象,温度分布更加均匀;在研究范围内,换热流体温度的增加可有效提高蓄热器的换热效率,缩短相变时间。     

离心力场流体热驱动液晶显现试验研究

在强离心力场下构造出封闭微小循环通道,可以通过封闭通道特征尺寸的微小化来强化换热,同时利用流体的高热驱动力来克服尺寸微小化带来的阻力增加,不需要任何辅助动力装置,因此结构简单、强化换热效果佳。本文利用热色液晶技术,首次通过温度场显现试验,研究了离心力场下封闭微小通道内氟利昂R12的热驱动运动。结果表明同传统的热电偶测温相比,热色液晶技术作为一种新的测量方法,可以更准确地表示出整个温度场的分布规律。     

扁平管交错蛇形短翅片强化传热的研究

针对火电空冷凝汽器采用的扁平管蛇形翅片长度较大,空气在翅片间流动对强化传热的效果受到边界层发展抑制的缺陷,根据锯齿翅片通过破坏边界层发展强化传热的思想,提出一种扁平管交错蛇形短翅片结构。实验结果表明,扁平管交错蛇形短翅片的传热性能优于原有结构,在不同雷诺数Re范围,努塞尔数Nu增加了1.4%～16%;同时空气侧流动阻力也明显增加,摩擦系数f增加了18%～45%。由综合评价指标PEC也可以得到,扁平管交错蛇形翅片有效地强化了空气侧的换热。     

高效传热管内凝结换热性能及阻力性能的实验研究

本文以ＨＦＣ１３４ａ和ＨＣＦＣ２２为工质对光管及两种不同槽型的强化传热管（ＤＡＥ－２管与ＤＡＥＣ管）的水平管内凝结换热进行了对比实验研究、研究发现,ＤＡＥ－２管平均换热系数比光管提高了１４０％～１７０％,而单位长度阻力损失增加了５０％～１００％,ＤＡＥＣ管平均换热系数比光管提高了１６０％～２００％,同时单位长度阻力损失增加了７０％～１３０％。此外,本文给出了ＤＡＥ－２管和ＤＡＥＣ管平均换热系数及阻力损失的计算关联式,可用于冷凝器设计。