竖直波纹板表面凝结过程的强化传热研究

根据波纹板壁面与凝结液间的表面张力使液膜减薄的强化凝结传热的机理建立数学模型,计算了波纹板槽道谷底和波峰两侧液膜传热的综合效果与当量竖直平壁相比较的传热结果,提出了一种可兼顾通流截面和强化效应的双尺度波纹形式,对双尺度波纹、普通波纹板和当量平板进行了凝结传热性能比较实验,表明双尺度波纹板凝结侧传热系数可比普通波纹板增强约40％。     

水平金属泡沫管外R134a凝结传热实验研究

对六根金属泡沫强化管在R134a工质饱和温度分别为35℃和40℃时的凝结传热进行了实验研究,分析了金属泡沫孔密度、厚度等结构参数对凝结传热性能的影响.研究表明:孔密度为130 ppi的强化管凝结传热效果最好,强化倍率最大为光管的3.06倍;金属泡沫材料厚度的增加会导致凝结传热过程恶化.通过对相同孔密度、不同饱和温度和金...     

R404A在低导热系数管外凝结传热的实验研究

强化管材质的导热系数对膜状凝结传热过程具有重要的影响,本文通过实验对比了铝黄铜和白铜两种材料制成的三维高效管和低肋管的凝结传热特性.结果表明对于同种材质的强化管,三维高效管比低肋管强化效果好;当强化管类型相同时,较低导热系数管冷凝管传热系数较低,即铝黄铜的凝结传热强化效果优于白铜。     

近壁区分子团聚现象的原位红外观测

对于饱和蒸气壁面凝结过程,蒸气分子在体相与过冷壁面间过渡区的微观演化机制尚不清晰,分子团聚模型认为分子到达壁面凝结前首先在体相中形成一定团簇分布,但由于观测近壁边界层微小空间中微观粒子的动态演化较为困难,对该模型的实验验证并不充分.基于团簇内部的氢键网络,利用衰减全反射傅里叶红外光谱技术,实时检测了近壁薄层内蒸气分子凝结过程中的动态行为,直接验证了近壁区的团簇分布,表明团簇是凝结和液滴生长的主要单元,且平均团簇尺寸沿着靠近壁面方向逐渐增大.利用团簇体的氢键特征,又观测了乙醇蒸气的近壁面团聚行为,进一步验证了壁面凝结过程团簇演化的合理性.此外,实验发现乙醇蒸气冷凝的团簇分布空间范围要小于同样条件下的水团簇分布范围,这可能间接表明乙醇蒸气凝结的传热边界层范围小于水蒸气凝结的传热边界层范围,而导致其传热性能较弱.利用壁面结构调节近壁区团簇分布,将为含有不凝气的蒸气冷凝传热或气相水汽捕获等过程的强化提供新方向.     

竖直管内混合气体的凝结换热与SO2传递机理的理论研究

本文采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论结合的方法,分析了双组分可凝气体的凝结吸收机理,探讨了竖直圆管内水蒸汽凝结与二氧化硫气体吸收的传热传质过程,并阐述了雷诺数、壁面温度及水蒸汽浓度等因素对二氧化硫气体传递的影响.     

水蒸气在竖直微细管外凝结传热特性研究

针对不同压力和不同流速下的饱和水蒸气在竖直微细圆管(内外径分别为0.571 mm和0.793 mm)外的凝结传热特性分别进行了实验研究,分析了蒸气压力和蒸气流速对凝结传热特性的影响。实验结果表明,凝结传热表面传热系数随着蒸气流速的增加而增加,在较高的蒸气压力下增加的更明显,且大于相同实验条件下的Nusselt理论分析解。在蒸气流速为2 m·s~(-1)时,凝结传热系数随压力的变化不大;在4 m·s~(-1)和6 m·s~(-1)时,随着蒸气压力的升高,凝结表面传热系数明显增大。     

镀层微观结构对凝结换热的影响

通过研究Ni-P化学镀层管不同微观结构对凝结传热的影响,表明用化学镀表面改性的镀管相对于普通的碳钢管,具有明显促进珠状凝结的效果,在凝结过程中表现为珠膜共存状态,可以获得较好的换热性能。同时镀层对换热性能的改善与镀层中纳米相的含量相关,随着纳米相含量的降低,镀层的表面能也随着降低,换热效率得到增强。增加镀层的非晶度可以获得更好的珠状凝结的效果。     

分析多组分工质凝结换热过程质扩散阻力的新方法

本文把多组分工质的凝结换热过程分为质扩散和膜状凝结两部分,从热量、质量守恒原理出发,结合相图,首次推导出计算多组分工质凝结换热过程中由于质扩散而引入的附加传热漏差的计算公式。认为在考虑了附加传热温差后,如果将单一工质的物性量代以多组分工质的相应量,即可应用关于单一工质的凝结换热公式进行多组分工质的凝结换热计算。在理想溶液的基础上,详细地分析了双组分混合工质在管内凝结换热条件下附加传热温差的影响因素,指出提高雷诺数Re是减小扩散阻力的主要途径。     

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...     

"Ω"形微槽热管传热性能的实验研究

本文对一定型"Ω"形轴向槽道热管传热性能进行了实验研究,着重分析了该型热管在水平工况下的轴向温度分布、当量导热系数和总热阻、蒸发/凝结传热系数和最大传热能力.研究表明,该型热管元件具有良好的等温特性和导热性能,可实现高热流、长距离、低温差的热量传输;热管的最大传热能力受其工作温度影响较大,在工作温度较低时具有良好的传热能力,但在高温工况下,传热能力受到削弱.     

LNG冷能发电中间介质气化器丙烷管外凝结数值模拟

本文以LNG冷能发电装置中的中间介质气化器中冷凝器丙烷管外凝结过程为研究对象,通过建立相应数值模型,采用VOF模型追踪气液相界面,利用LEE模型作为相变传热传质模型,对管外气态丙烷凝结成液膜流动及凝结传热问题进行了瞬态二维CFD模拟。分析了冷凝器丙烷端管外液膜流动和凝结换热特性,将管外换热系数的模拟值与Nusselt公式理论解进行对比,偏差在10%以内,证明了该模型对模拟冷凝器中丙烷管外凝结过程的准确性。此外,还将该IFV中丙烷端凝结换热特性与常规IFV进行了对比,发现在较小壁面过冷度时,该IFV管外换热系数要明显小于常规IFV。     

蒸汽压力对Marangoni凝结换热特性的影响

本文研究了蒸汽压力对水-酒精混合蒸汽竖直平板表面凝结换热特性的影响．搭建了具有高气密性的Marangoni凝结换热实验台,分别针对不同压力(31．16 kPa,47．36 kPa,84．53 kPa)、不同表面过冷度(表面过冷度范围2-32℃)的纯水、水-酒精混合液(气相酒精质量百分比浓度为2．28％,5．1％,51％)和酒精进行了换热特性的实验研究,实验结果表明混合蒸汽在相同流速和浓度下凝结表面传热系数随压力的升高而升高,分析认为这是因为相平衡压力的提高会导致凝结液量增加和凝结液平均温度提高,而使凝结汽液界面的表面张力提高,进一步增强了Marangoni效应的影响,从而使凝结表面传热得到加强．     

空浴式翅片管气化器传热性能数值模拟研究进展

对国内外空浴式翅片管气化器传热性能数值模拟研究现状进行了综述,分析了针对管外自然对流传热、水汽在翅片管凝结及凝华结霜、管内流动沸腾传热的数值研究现状,指出了多相流耦合传热数值研究方面存在的问题,对多相流耦合传热数值模拟物理模型的优缺点进行了讨论,最后对空浴式翅片管气化器传热性能数值研究进行了展望并得出结论。     

沸腾-凝结面间距对沸腾凝结共存相变传热规律的影响

给出了在低热流密度下沸腾-凝结面间距(相变腔高度)对沸腾凝结共存相变传热规律影响的实验研究结果。沸腾工质为去离子水,相变腔由水平朝上且具有薄膜延展面的紫铜沸腾面、抛光且朝下的冷凝面以及玻璃管侧壁面组成。高度为48 mm的相变腔对应充液高度分别为10 mm、14 mm、18 mm、22 mm、26 mm、30 mm和34 mm;高度为18 mm的相变腔对应充液高度分别为6 mm、8 mm、10 mm和12 mm。实验观察和测试结果表明,在所给定的有限空间范围内沸腾和凝结之间存在明显的相互作用,沸腾和凝结之间的这种相互作用及程度是引起传热变化的主要原因。随着液面高度的增加,沸腾和凝结表面传热系数均先增加后减小,同时,在本文研究所涉及的范围内,均存在一个使沸腾和凝结表面传热系数最大的充液高度,这说明沸腾-凝结面距离对沸腾凝结共存相变传热规律的影响具有一定的普遍性。     

珠状凝结换热的数学物理模型及数值模拟

首次应用随机分形模型建立了珠状凝结液滴的空间和尺度分布,然后利用已有的单个液滴的传热规律,得到了冷凝壁面的换热边界条件,进而求解冷凝壁的温度分布,最后得到了平均的珠状凝结换热系数.应用上述模型对铜表面以水为介质的冷凝壁换热进行了直接数值模拟,并与各种压力条件下的试验数据进行了比较.     

压水堆冷凝回流特性的研究

利用高压汽水两相流试验系统模拟压水堆小破口失水事故中冷凝回流传热模式,进行了传热、流动及不凝结气影响的试验。实验表明：冷凝回流传热是一种十分有效的传热模式,它在很小的一、二次侧温差时就能排放大量堆芯余热。冷凝回流系统在正常情况下流动阻力很小且稳定,但在达到回流流动极限后出现不稳定。不凝结气的存在将大大降低蒸汽发生器的传热能力,但一般情况下,系统能自动增加一次侧压力而达到排除余热的目的。     

热交换器表面镀层对传热性能的影响

采用化学镀的方法对热交换器表面进行表面改性,使其换热表面沉积一层表面能不同的均匀镀层。传热实验表明,随着磷含量的增大,凝结传热系数增大。进一步可视化实验研究表明,镀层换热表面均表现为珠膜共存状态,增大镀层的磷含量,换热表面促进珠状凝结的效果更加明显。这归于镀层降低了传热表面的表面能值。     

蒸气压力和流速对低浓度酒精-水混合蒸气微细竖直管外凝结的影响

本文在不同蒸气压力和流速状态下对低浓度的酒精-水混合蒸气在微细竖直圆管外表面Marangoni凝结传热特性进行了可视化实验研究,观测到不同工况下的凝结形态。结果表明,随着过冷度的增加,凝结传热系数急剧升高,凝结传热系数在达到峰值后开始下降,下降曲率相对较缓;随着压力的增加,凝结传热系数在大的过冷度下增幅较大。蒸气流速的影响与压力的影响类似。可视化研究表明蒸气压力和流速大小对凝结速率影响较大。     

水平管降膜蒸发器传热特性研究

建立了水平管降膜蒸发和管内凝结传热实验台,通过对实验结果的归纳,获得了水平管降膜蒸发器总传热系数随喷淋密度、蒸发温度、传热温差和蒸汽入口流速的变化规律,以及管间距对传热特性的影响。结果表明,总传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增大而增大,随传热温差的增大而减小,而蒸汽流速对传热系数影响较小;在本文研究的管间距范围内,当管间距为46.7 mm时,总传热系数最高。     

单螺旋槽套管式冷凝器结构参数优化研究

本文在综合考虑传热性能和摩擦阻力等因素的基础上,对单螺旋槽套管式冷凝器的结构进行了优化和研究。分析研究了单螺旋槽管的直径、节距和槽深等结构参数对凝结传热与阻力性能的影响,得到在给定工况范围内的最佳结构参数。