管内对流换热的场协同分析及换热强化

导出管内湍流换热Nu与局域时均参数的关系式,将对流换热的场协同理论扩展至湍流换热。分析了管内对流换热的特点,并根据场协同理论提出强化湍流换热的方法,发展了一种新型强化换热管一交叉椭圆管,既适合于层流换热强化也适合于湍流换热强化,其强化传热效果显著而流阻较小。     

ZrO2纳米流体的对流换热系数测定及机理浅析

建立了测量圆管内纳米流体流动与传热性能的实验系统,测量了不同粒子浓度的ZrO2/水纳米流体在雷诺数为3 000～18 000范围内的管内对流换热系数以及不同位置处纳米流体对流换热系数的变化情况.实验结果显示,在液体中添加纳米粒子显著增大了液体的管内对流换热系数,例如,在相同雷诺数时,与纯水相比,如果纳米粒子的质量浓度从1.6%增大到4.1%,则纳米流体的对流换热系数增加的比例从1.09增大到1.2.此外,从颗粒的浓度、粒径两方面分析纳米流体强化传热的机理.     

圆管内熔融盐强迫对流换热的实验研究

为了验证现有的经典对流换热关联式是否仍然适用于高温熔融盐管内强迫对流的换热规律,搭建了熔融盐传热蓄热循环实验台进行实验研究.实验台系统已经在实验室安全成功运行了上千小时,实验中,设计了熔融盐-导热油换热器,通过测量熔融盐进出口温降和导热油进出口温升得到了换热器的总传热效率,然后利用最小二乘法对管内熔融盐对流换热系数进行分离,拟合出了熔融盐管内过渡流和充分发展紊流的实验关联式.通过和经典的传热关联式进行比较发现,熔融盐管内强迫对流换热特性仍然适用于Sieder-Tate方程,Petukhov方程,Hausen方程以及Gnielinski方程.     

对流换热过程的热力学优化与传热优化

为了进一步明确对流换热过程中热力学优化与传热优化之间的差异,本文分别利用熵产最小原理、(火积)耗散极值原理针对两种边界条件下的对流换热问题进行分析,讨论熵产,(火积)耗散与有用能损失以及对流换热能力之间的关系.结果表明:熵产最小意味着系统的有用能损失最小,但并不反映系统的对流换热能力的强弱;而(火积)耗散取极值意味着系统的对流换热能力最强,但与系统的有用能损失不存在对应关系.因此,对于将降低有用能损失作为优化目标的换热问题应采用熵产最小原理进行分析;而对于需要将提高换热能力作为优化目标的对流换热问题应采用(火积)耗散极值原理进行分析.     

微管换热器流动与传热的实验研究

本文对自制微管换热器的流动与传热性能进行了实验研究。提出了微细圆管换热器管内单相强制对流换热努摩尔数准则式,并与已有相关文献提出的关联式做了对比,结果表明:微管管内换热系数比常规尺度计算公式预测值要高,同时本文分析了微细管内的压力降、摩擦阻力系数f随雷诺数的关系。研究表明微管管内压降、摩擦系数都比常规尺度预测值要高。     

(火积)的宏观物理意义及其应用

提高传热过程的性能是解决能源问题的重要途径之一. 本文通过与力学中相关概念进行对比,分析了传热过程性能优化的新物理量——(火积)的宏观物理意义. 通过(火积)与物体对外传热能力、(火积)定义的传热过程效率以及(火积)与热量传递驱动力的关系三方面分析,发现(火积)具有的宏观物理意义是物体包含的热量在温度场中所具有的势能. 并且,通过对流换热的(火积)理论优化介绍了(火积)理论在工程实际中的应用. 关键词： (火积) 宏观物理意义 势能 对流换热     

埋管换热器热阻分析

地源热泵系统中的竖直埋管换热器是地源热泵系统的一个关键部分,从U管内至岩土间的传热热阻影响热泵系统的性能.文中介绍在静态负荷下,利用垂直U型埋管换热器换热的一维模型和二维模型,从传热热阻的角度进行了埋管管径、钻孔直径与管内对流热阻、钻孔热阻间的分析,结果显示,对钻孔热阻与管径的优化选择可降低热阻,同时对提高埋管换热器的...     

三维内肋管换热及流阻的实验研究

一、前言 为使换热设备更加轻小高效,各国学者着力研究了强化传热技术。近年研制出的不少高效传热表面已在空冷、海水淡化、化工、宇航、船舶、动力工程等方面得到应用。 强化管内对流换热的主要手段是促进管内湍流和扩展管内换热面积。R.L.Webb     

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.     

微细管内超临界二氧化碳冷却换热研究

本文对超临界二氧化碳在微细管内冷却对流换热进行数值模拟研究,分析不同流动方向和管径大小对超临界二氧化碳对流换热的影响,考察管内局部流体温度、管壁温度以及无量纲温度分布的变化。湍流模型采用低雷诺数YS模型。研究表明,在LPV范围比较大的截面,超临界二氧化碳局部换热系数达到最大值,同时管内传热受流动方向和管径的影响均较大。     

异型辐射元件综合强化辐射对流换热的研究

本文研究了高温空气预热器内综合强化辐射对流换热问题,针对其传热机理,提出以异型辐射板作为强化传热元件,借以同时强化烟气侧的辐射和对流换热,在所建立的辐射对流耦合传热模型基础上进行的数值计算和试验结果有力地支持了作者所提出的方案,具有较大的推广应用价值。     

DAE高效蒸发传热管局部换热系数及其流型的实验研究

一、引言 水平管内强制对流沸腾换热是两相流动与相变换热相耦合的复杂换热过程。一种双侧增强传热的蒸发传热管,简称为DAE管。如图1所示,管内有微细螺旋肋,同时从管外向内轧制了一条大螺纹槽。用DAE管替代具有铝制梅花芯插入物的传热     

层流对流换热中的势容耗散极值与最小熵产

在一定的约束条件下,存在一个最优的速度场,它能够使得温度场和速度场的协同程度最好,从而使得对流换热的整体传热性能达到最优。目前对传热效果的评价存在熵产最小化和势容耗散取得极值两种不同的准测。分别根据这两种优化准则,用变分方法推导了在粘性耗散一定的条件下,稳态无内热源的层流对流换热的场协同方程,并对方腔内对流换热问题进行了优化。数值计算结果表明,势容耗散取得极值时的换热效果优于熵产最小的结果,因此势容耗散极值原理更适合做为对流换热的优化准则。     

溴化锂溶液在垂直三维内翅管中自然循环的沸腾传热研究

１前言近年来,为了节约能源,保护环境,直燃型溴化锂吸收式制冷机在空调工程中得到了广泛的应用。目前制造的直燃机组其高压发生器的传热管大多水平布置。换热方式属于管外溶液池沸腾,传热效率不高、文献［１］提出传热管垂直布置,高温烟气在管外横向冲刷传热管,管外易于焊制环形肋及其他强化措施,气流掠过竖管时扰动大,对流边界层较薄;溴化锂溶液在管内换热属于垂直管内两相流动沸腾,其流动的动力来自气泡上升引射,这样。对流换热和沸腾换热都得到强化,整体传热性能增强。但目前国内对溴化锂溶液流动沸腾换热的研究报道还很少。…     

管外流诱导管束振动强化传热试验研究

本文提出了利用管外流体诱导振动实现强化传热的新方法.采用了一种新的传热元件-弹性管束,它对管外流体流动具有良好的振动响应特性.提出了正置三角柱脉动流发生装置,该装置可诱导起弹性管束一定频率的周期性振动,并对强化传热具有显著的促进作用.在恒热流条件下,对管外水流诱导振动强化对流换热规律进行了试验研究,得到了管外对流换热的准则方程式.     

弹性管束汽－水换热器强化传热试验研究

本文设计了一种新的传热元件－弹性管束,它对管内外流体流动具有良好的振动响应特性。利用传热表面振动提高管外对流换热系数的同时,利用振动变形减少积垢,降低污垢热阻,实现了复合强化传热。在汽水换热条件下,对流作诱导振动强化传热规律进行了试验研究,得到了管外对流换热的准则方程式。     

非共沸混合物微翅管内强制对流蒸发换热计算

分析了非共沸混合物在水平微翅管内强制对流蒸发换热的传热传质的特点,考察了影响非共沸混合工质强制对流蒸发换热的主要影响因素,建立了考虑相界面传质阻力和微翅管二次流效应的换热系数的计算模型,利用本文模型的计算结果与实验数据进行了比较,吻合较好。在高质量流量和高干度(x>0.3)下,理论预测值与实验值的平均偏差不大于10％。     

三维内肋管内插入螺旋扭带的强化传热实验

本文分别以水和乙二醇为工质，在Ｒｅ数范围为：６００～４００００，Ｐｒ数范围为：５．５～１１０之间，对四根分别插入三种不同扭率螺旋扭带的三维内助管内的换热和流阻特性进行了实验研究。结果表明：三维内肋管内加装扭带的强化传热技术适用于低Ｒｅ数下高Ｐｒ数工质的管内对流换热强化。根据实验值得到了流阻和换热关联式。     

方管核心流区域添加内插物强化传热的实验研究

对方管核心流区域添加内插物强化对流传热进行了实验研究,对传热与阻力特性和PEC值进行了实验分析,实验结果表明,方管内的换热平均强化了2.2倍,PEC值为1.06～1.8之间.此外,实验表明,在层流和湍流情况下PEC均大于1,但层流状态下效果更加显著.     

裂解吸热反应对乙烷超临界传热的影响

本文对圆管内超临界状态下乙烷的湍流传热过程进行了数值模拟,分析了乙烷高温裂解对壁面热流密度、平均温度以及对流换热Nusselt数的影响。计算结果表明:考虑乙烷高温裂解吸热反应,管内平均温度会降低,出口处温度降低可达135 K;壁面热流密度则会显著增加,热出口处可增加近2倍;热裂解反应改善了超临界对流换热效果,Nusselt数可提高约20%。在本文计算条件下,经典的对流换热关系式可准确适用于不考虑热裂解反应的情况,而对于考虑裂解吸热反应的超临界乙烷传热情况则误差较大。