螺旋弹性管束换热器壳程振动强化传热研究

为揭示螺旋弹性管束换热器的振动强化传热机理,基于一种双螺旋弹性管束换热器,采用双向流固耦合计算方法,对螺旋圈数、入口流速和壁面温度对其壳程流致振动强化传热特性的影响进行了研究。结果表明:随着螺旋圈数的增加,管束的面均传热系数和单位压降下的面均传热系数均降低,但相对面均传热系数误差、PEC值和体均传热系数均增大。随着入口流速的增加,管束的面均传热系数、相对面均传热系数误差和PEC值均增大,但单位压降下的面均传热系数降低。随着壁面温度提高,螺旋弹性管束传热会显著增强,但振动对管束强化传热影响不大。     

换热器动态设计方法研究

本文在分析了换热器动态特性对其运行和性能影响的基础上,提出了换热器的动态设计方法.该方法结合换热器动态特性中大惯性的特点,将设计和运行以及目标参数的控制结合起来,同时引入换热器柔性的特点,使得所涉及的换热器具有最佳的动态运行性能.     

炉内单排换热器管束周围声流特性的数值模拟

建立行波场诱导振荡流与单排换热器管束非线性相互作用产生的二阶声流数值计算模型,采用分离时间尺度的数值方法,对不同声频率f、声压级SPL、入射方向θ和纵向节距比L/d的单排换热器管束周围声流特性进行了数值计算.结果 表明,低频高强度声波可在换热器管束外形成强烈的声流运动,f=l0 Hz、SPL=139 dB的声波引起的最...     

板翅式换热器的动态特性分析解

本文用四个连接矩阵描述多股流换热器通道的连接方式、流体的分流和旁通,获得了多股流换热器及其网络动态特性的通用分析解。应用Pingaud模型对板翅式换热器翅片的动态特性进行简化,从而使该通用解可用来求解多股流板翅式换热器的动态特性。通过计算结果和实验的比较,证明此通用解适用于板翅式换热器动态特性求解。     

过热蒸汽型复合换热器传热与振动特性分析

本文以山西某热电厂用过热蒸汽型换热器为研究对象,通过理论分析和数值模拟得到新型复合流程换热设备的传热和振动特性.分析结果表明复合式换热设备能适应热源为过热蒸汽时的换热工况,具有热能利用率高、无二次蒸汽损失的传热特征.在该类换热设备设计中应注意主换热器中过热段的强化传热以及副换热器中壳程流速的选择,以确保其正常的传热和振动特性.基于振动特性分析,给出了预防换热管束振动的可行建议和措施.     

三叶孔板换热器壳程流体流动和传热研究

三叶孔支撑板是广泛应用于核电站换热器中的一种管束支撑结构,其性能的好坏对核电厂的运行及安全有着重要的影响。文中运用"单元流道"模型,分析了流道内流动和传热的细观特性,研究了三叶孔支撑板换热器中开孔高度、支撑板间距和壳程流量对传热、压降的影响。结果表明,三叶孔支撑板换热器的性能随开孔高度和支撑板间距的增加而增加,随壳程流量的增加而降低。     

锅炉炉内含尘气流冲刷管束换热器的流动和传热特性研究

本文通过模型计算和实验对于含尘烟气冲刷圆管和螺旋肋片管的管束换热器的流动和传热特性进行研究。结果表明,换热管束的形式对颗粒的传热强化作用具有明显的影响。颗粒对圆管的传热强化作用必须予以考虑,而对于螺旋肋片管则可忽略。     

平面弹性管束疲劳强度与强化换热的数值分析

为了保证平面弹性管束在满足疲劳强度的前提下实现强化换热,利用双向流固耦合的方法数值分析了入口速度为0.2~0.5 m·s~(-1)范围内弹性管束的流体诱导振动及强化换热。根据Mises准则分析了弹性管束的疲劳强度,利用PEC评价准则分析了弹性管束的综合换热性能。结果表明:在入口速度为0.2~0.5 m·s~(-1)范围内,管束危险部位主要集中在最内侧管束连接端,且满足管束疲劳强度。在流体诱导振动作用下,弹性管束的努塞尔数分别提高了8.26%,6.07%,5.67%和3.91%。入口速度为0.2和0.5 m.s~(-1)时,弹性管束的PEC值分别为1.08和1.03,二者的差异较小。弹性管束特有的复合弯曲梁结构使得内侧两根管束振动强度大于两侧管束,致使中间两根管束换热能力提高了21%,两侧管束换热能力提高了13%。     

翅片管束式管壳式换热器三维数值模拟研究

本文提出了运用多孔介质模型、分布阻力模型和k-ε湍流模型对壳侧为翅片管束的壳管式换热器壳侧速度场与温度场进行三维数值模拟的方法,并对一相应类型换热器壳侧的流动与换热进行了数值模拟,得出了壳侧流场参数的图示以及壳侧进出口压降,温差,换热量随壳侧Re变化的特性曲线。     

应用格子Boltzmann方法研究颗粒横掠管束的沉积过程

烟气中灰尘颗粒在换热器管束表面的沉积对换热器性能有较大影响,研究颗粒在管束上的沉积规律有较大的应用价值。本文应用格子Boltzmann与格子气自动机的耦合模型模拟了颗粒随流场的运动,并采用该模型模拟了颗粒在单排管束表面的沉积现象,得到了直径为5μm和10μm的颗粒在管子上的沉积形貌。接着模拟了直径为10μm的颗粒在顺排和叉排管束表面的沉积形貌,结果显示前排管束只在背风面发生沉积,而后排管束在迎风面和背风面同时发生沉积,且顺排管束上的颗粒沉积较多。因此,叉排布置有利于减小积灰。本文的研究可以展示颗粒沉积的规律,并为含尘烟气换热器的设计提供指导。     

一种适用换热网络同步综合的改进混沌蚁群算法

提出一种适用于换热网络同步综合的改进混沌蚁群算法.在标准算法的基础上引入组织变量更新策略、新型动态邻域拓扑结构,增强算法的全局搜索能力和局部搜索能力.提出两条整型变量优化策略使算法具备优化整型变量的能力和特性.选取两个不同规模的换热网络问题对算法进行测试,其鲁棒性和有效性得到验证.     

On the dynamics and control of a polymer film compact heat exchanger

Process intensification has the potential to change the state of the chemical and process industries. The polymer film compact heat exchanger (PFCHE) is a new type of intensified heat exchanger. The potential market is seen as being large [1] but as yet the unit has not been adopted by industry. The advantageous heat transfer characteristics of such a unit have been shown in previous work [2]. This work investigates the dynamic behaviour of the PFCHE and the process control problems that may arise.The PFCHE available at Newcastle University has been used to generate dynamic temperature data. The data have been employed to formulate and validate time series type models. These models were then used in simulated process control studies. The dynamic behaviour of the unit appeared to be linear and response times were quick. It was found that the responses of the model to disturbances in inlet temperatures could be controlled well using a digital form of PI control. There were, however, doubts as to the ability of the model to completely replicate the system.     

紧凑式换热器的精确模型控制

本文提出了换热器的精确模型控制方法,将获得的换热器数学模型以适当方式引入前馈控制器:当换热器入口有扰动出现时,前馈控制可以由模型获得准确的辅助流体调节量,从而将扰动作用消除在其对目标流体产生影响之前,达到换热器整体高精度、无滞后的控制。在换热器控制实验台上进行了反馈控制和精确模型控制实验,经过比较发现,模型控制无论是在动态过程的最大偏差上还是在调节时间上都优于传统的反馈控制。     

LNG液化装置冷箱降温过程的动态模拟

冷箱的降温是MRC天然气液化装置运行调试过程的重点。文中对此过程进行了动态仿真,除降温后期偏差稍大外,结果基本令人满意。冷箱降温前期中期主要受冷箱本身的显热容影响,而后期降温过程主要取决于冷箱的换热能力。     

适于低温的双级压缩热泵热水器动态仿真模型

建立了双级压缩空气源热泵的动态仿真模型。对压缩机、膨胀阀以及换热器分别建立部件模型。由于压缩机和膨胀阀的热惯性较小,所以采用稳态模型来描述。蒸发器和冷凝器部件建立动态模型时,针对制冷剂侧、管壁、以及载冷剂侧三个控制容积,分别建立控制方程。最后,通过参数耦合,建立系统仿真模型。     

气液双热源耦合换热器性能研究

设计了一种由管翅式换热器和套管式换热器耦合而成的气液双源耦合式换热器,该换热器可以实现一种介质同时与气态热源和液态热源进行同步耦合换热.对该换热器进行了详细的介绍,并对其耦合换热特性及该换热器在耦合热源热泵空调中应用时的制热工况进行了的性能测试.研究结果证明,使用该气液双热源耦合式换热器的耦合热源热泵空调系统,气液双热...     

利用高翅管换热器提高压力恢复系统效率

为提高压力恢复系统效率,设计并制造了一台高翅管换热器。采用滚扎而成的整体式螺旋高翅片管,代替套片式圆形普通翅片管,翅片管材料为紫铜,管束按等腰三角形叉排布置,管内强制水冷。测试了高翅管换热器的阻力特性,对比分析了加入换热器前后压力恢复系统性能的变化。结果表明:随着背压的提高,该换热器流阻逐渐降低,当背压达到9.366kPa时,换热器流阻为0.133kPa,仅占换热器入口激光尾气压力的1.4%;与不加换热器相比,加入高翅管换热器后的引射器混合室入口压力降低了12.95%,压力恢复系统的效率得到了提高。     

微通道换热器在CO2制冷循环中的发展及特性分析

首先简要回顾了微通道换热器的发展历程,对前人进行的关于微通道换热器的换热特性研究和数值分析进行了分析,并且对以后微通道换热器性能改进和研究给出具体意见.最终得出结论,认为系统地了解微通道换热器各种各样的几何参数对换热和压降的影响,对于将微通道换热器成功地用于紧凑式换热器是非常重要的.     

一种热集成系统的动态多智能体微分进化算法

针对热集成系统换热网络存在的严重非凸非线性与多维多极值问题,提出动态多智能体微分进化算法.结合动态更新策略,并引入多智能体算法的环境感知能力,改进微分进化算法的种群生成方式与变异机制,并增强在大规模复杂非线性系统中的全局搜索能力.通过10SP2与9SP1换热网络经典算例优化,得到最佳年综合费用,体现出了改进算法更优的全局搜索能力.