厚液膜──冷凝回流中的一种特殊现象

在西安交通大学建立了模拟压水堆小破口失水事故的高温高压冷凝回流实验系统．实验表明在倒U型管的冷凝回流中主要有三种流动型式：稳态回流，不稳定回流，同向流动．在不稳定回流中作者首次发现了厚液膜，而在前人研究中均认为为液柱．本文对此现象进行了解释，并进行了计算分析．     

平板热管内气液两相流动与传热的可视化实验研究

本文基于高速摄像仪设计搭建了平板热管气液两相流动与传热的可视化平台,开展平板热管受限空间内气液两相工质运行状态和相变传热行为的可视化观测。研究结果表明,平板热管存在突然启动和渐进式启动两种启动方式,在高充液率情况发生突然启动,而在低充液率情况下发生渐进式启动。在准稳定运行阶段,蒸发面先处于能量积累状态,随后热量伴随着核态沸腾快速释放到冷凝面,热管蒸发段和冷凝段壁面温度表现出周期性的温度脉动变化。在热量积累过程中平板热管蒸发段与冷凝端之间的传热性能弱,在核态过程中蒸发段与冷凝端之间的传热性能强。     

两相闭式热虹吸管的强化传热试验

一、前言 两相闭式热虹吸管作为传热元件的余热回收装置已经在工业生产中使用。随着余热回收量的增大和对于低品位的余热利用,以及低温差新能源的开发利用,坑口电站采用大功率风冷凝结器等情况下,需要采用高传输功率的长热虹吸管。这时,采用强化传热措施降低两相闭式热虹吸管蒸发段和凝结段的传热热阻有着十分重要的意义。     

微重力下汽泡底部微层的对流和蒸发

本文数值研究了微重力下沸腾时汽泡底部微层区的多维传热及流动，不仅考虑由温度梯度引起的汽泡表面张力梯度而诱发的Marangoni流动，而且考虑汽泡表面的凝结和蒸发．微层厚度自0．01μm到10μm的计算结果表明，微层中流动很小，温度分布与纯导热几乎相同．在界面传热小于理想传热的情况下，Marangoni对流对传热增加几个百分比，微层中的流动与薄平界面的滑移近似相吻合．     

高温热泵回收油气生产低温余热室内模拟试验及应用研究

油田生产过程中产生大量低温污水,目前这些污水多用于回注或排放。如能将这些余热资源充分利用,油气生产过程能耗可降低20%以上,同时又可减少热"污染"。针对热泵系统冷凝过程和蒸发过程特点,提出了新的冷凝过程传热和蒸发过程传热计算模型;结合油田低温余热情况,研制成功了HTHPE(High-temperature heat pump Experiment)模拟试验装置。利用HTHPE模拟试验装置进行相关试验,回归出3个经验关联式,据此分析了参数变化对系统指标的影响。利用引进的工业用热泵,对大庆某采油厂进行流程改造,进行了工程试验。研究结果表明,以热泵装置回收油气生产过程中的低温余热,节能效果显著;由于投资、运行成本和能源定价等因素限制了热泵的推广应用。     

湿空气掠过竖直冷表面凝结的实验研究

实验研究了湿空气掠过普通铝箔、亲水铝箔以及浸油处理后的坚直冷表面凝结时的显热和潜热传递,结果表明:湿空气凝结速率不高时,亲水表面上的凝结液更易于铺展,质量传递性能较好,比易于成珠的普通表面传热性能好.油污的存在增加了亲水表面质量传递和热量传递的阻力,但对普通表面的影响很小;较低的凝结速率使凝结液流动复杂化,流态由重力和...     

灰分对冷凝式换热器换热特性的影响研究

灰分广泛存在于锅炉尾部烟气和各类干燥乏气中,在烟气/乏气余热回收环节是不可忽视的因素。本文以含灰分烟气/乏气的余热和水回收问题为研究背景,采用含灰分湿空气模拟烟气/乏气,对含灰分湿空气的换热特性展开实验研究,获得了换热系数随时间的变化规律并观察了积灰形态。实验研究发现:在含灰分的情况下,湿空气对流冷凝换热系数随时间的增加先减小后维持稳定,呈现指数规律变化。相比较于干空气,湿空气换热系数达到稳定状态所需时间较长、降低幅度较大,积灰严重且主要集中于上部管束。     

空气-水蒸气流经扰流圈的冷凝传热强化

本文对含高浓度不凝组分存在条件下水蒸汽冷凝传热强化进行了机理分析和实验．结果表明,扰流圈能大大增加气液边界层的湍动强度,具有优越的强化传热、传质效果．在实验范围内,其冷凝传热膜系数是光滑管的１．９～３．５倍．     

湿天然气凝结流动的双组分模型

基于气液相间滑移的影响,建立了适用于湿天然气凝结系统的水蒸气-甲烷双组分自发凝结流动数理模型,研究了水蒸气在以甲烷为载气的超声速流动中的凝结规律,对比了不考虑相间滑移的单流体模型与加入了相间滑移因素的双组分模型在自发凝结过程中的凝结规律的区别,分析了压力、温度对湿天然气在Laval喷管中自发凝结的影响.结果表明,湿天然气中相间滑移作用对凝结参数影响较大,本文建立的包含相间滑移因素的双组分模型能更准确的预测湿天然气的凝结特性;在凝结初始阶段相间滑移速度较大达到7.2 m/s,对湿天然气的自发凝结规律影响较大,随凝结过程的不断进行气液两相逐渐达到平衡,相间滑移速度逐渐降低至1.8 m/s;随入口温度的降低、入口压力的升高最大凝结成核率位置向入口方向移动。     

R-113-空气系膜状凝结放热的实验研究

近年来学术界对蒸汽-不凝性气体物系凝结问题的研究十分重视.认为它是节能和能源技术开发中一项重要的研究课题.在能源(包括火电、制冷、热泵、地热、余热、太阳热及海洋热等)转换系统中,由于系统内残留空气、工质中溶解的空气以及长期运行工作流体受热可能分解出的不凝性气体的存在,将使凝结换热装置的传热性能大幅度下降。本文     

含不凝气体时煤油在水平管束外的冷凝

采用实验的方法,研究了在较宽的不凝气体含量范围内,煤油蒸汽在不同几何结构的螺旋扁管管束外的冷凝换热现象,得出了螺旋扁管的几何结构对冷凝换热的影响规律,并与同样条件下的光管管束的冷凝换热进行了分析比较。     

蒸气在倾斜细小直径圆管内的流动凝结换热特性

细小管内的流动凝结换热具有许多超常换热特性,经典的Ｎｕｓｓｅｌｔ分析方法已不能满足需要。在以往研究的基础上,本文进一步通过实验探析换热温差和蒸气流量对不同直径的细小管内流动凝结换热的影响。研究表明,管径越小,换热温差对凝结换热系数的影响程度越低;通过流量和倾角对凝结换热数的影响,分析了重力引发的流动分层和剪切力对凝结液的排除两种因素对细管传热强化的作用机制。本文的实验结果和用于常规尺度下的通用关联式对比表明,采用细管,管内的流动凝结换热得到无可置疑的强化     

含气率对PTS时压力容器内流动与传热的影响

本文对反应堆压力容器紧急安注时的流动与传热特性在1/10的模型上进行了流动可视化、局部传热系数以及混合函数的试验研究。针对三个热冲击敏感区域的部分测点,比较了环腔流速为0.5m/s、安注流速为1～30 m/s时不同含气率对下降环腔内流动与传热特性的影响,得出并分析了不同测点传热系数、混合函数的变化规律。研究结果表明:随着含气率增大,安注流体与环腔流体的混合增强;下降环腔内的含气率对小安注流速时的流动与传热影响显著,而对大安注流速时影响较小。     

高增益包层失流事故热工安全分析

利用系统分析程序RELAP5/Mod 3.4对基于中国聚变工程实验堆(CFETR)的高增益包层聚变堆进行了全堆尺度的安全分析。针对包层结构复杂、部件众多的特点,提出了对包层两套冷却系统的复杂流动和传热结构的等效建模方法,并建立了两套冷却系统间的传热模型。在此基础上完成全包层模型,对稳态运行工况进行了计算验证,并选取燃料区全部失流事故进行安全分析。计算结果表明:在事故过程中,第一壁-产氚区冷却系统能够带走燃料区的部分衰变热,高增益包层的各项热工参数均未超过限值。这表明包层能够有效地抵御此类事故,具有良好的热工安全特性。     

含有不凝气体的蒸汽滴状冷凝传热实验研究

本文对饱和水蒸气和空气的混合物在垂直表面上滴状冷凝传热特性进行了实验研究。考察了不同的压力条件下不凝气对冷凝传热的影响。与膜状冷凝实验结果对比表明,滴状冷凝对含有不凝气的蒸汽冷凝传热有强化作用;在较高的冷凝压力下不凝气体对传热的影响相对较小。     

煤油和空气的混合流体水平管内沸腾换热实验研究

以煤油为介质,在高不凝气体含量下对水平管内的沸腾换热进行了实验研究,得到了在不同的不凝气体含量范围内,沸腾换热系数随不凝气体含量增加而降低的规律．实验结果表明了不凝气体的加入使得煤油的分压降低,泡点温度降低,在较低的混合流体温度下就产生了沸腾,但不凝气体对核态沸腾换热存在抑制现象．采用渐进逼近模型给出了含不凝气体的煤油管内沸腾换热的实验关联式。     

激光空泡特性实验与数值计算研究

基于激光空泡内物质以水蒸气为主的特征,选择特定的Rayleigh-Plesset方程形式,确定激光空泡的动态泡壁位置,并考虑水中气体与激光空泡之间的质量扩散、水蒸气的凝结与蒸发、水的压缩性及热传导、声辐射、黏性、表面张力等因素.建立激光空泡的产生、照相和声压测量系统.通过数值计算与实验结果相结合的办法,使泡内压力的计算值与实验值之间相对误差控制在10%以内,揭示吸收的激光脉冲能量与激光空泡的半径、泡内压力和温度之间的对应关系,以及吸收的激光脉冲能量不变时半径、压力和温度的变化规律.旨在为激光空泡的相关研究提供一定的参考. 关键词： 激光空泡 水蒸气 数值模拟 Rayleigh-Plesset方程     

Hydrodynamics and heat and mass transfer at chemical conversions in slot reactors

In this paper, experimental and numerical investigations of the hydrodynamics and heat transfer in a disk slot heat exchanger-reactor for a radial flow of a gas mixture reacting on the channel walls are described. Data for the coefficients of heat transfer from the wall being heated to the gas flowing inside the reactor are presented. The temperature field of a catalytically active reactor plate at heat release on it has been investigated experimentally. Calculations of the flow and heat transfer in a slot reactor element for a catalytic reaction with heat release have been performed. Partial oxidation of methane in an oxygen medium with the formation of a hydrogen-containing synthesis gas in a two-dimensional microchannel has been investigated numerically. Data for the extent of the chemical conversion of methane versus the initial mixture consumption and reaction temperature are presented.