微粒污垢剥蚀机制研究

本文分析了微粒污垢的形成过程，研究了其剥蚀机制，解释了出现污垢诱导期的原因，并重新定义了微粒污垢的诱导期．利用湍流猝发理论导出了一个新的微粒污垢分析模型，该模型的特点是以易测参数表示污垢热阻．在实验室进行了气侧微粒污垢的实验研究。积累了必要的微粒污垢数据并验证了分析模型的正确性．     

光管内CaCO_3结垢对管内传热影响的阶段及机理

本实验对不锈钢管内CaCO_3污垢的沉积过程进行了分段研究。测得传热系数后,获得了污垢热阻,并用电镜扫描(SEM)获得了污垢分布随时间的变化.实验结果表明:在不锈钢管内CaCO_3污垢沉积的初始阶段,传热系数增大而非减小,出现负污垢热阻,说明CaCO_3污垢初始阶段的沉积有利于传热,经过一段时间的沉积后才会出现正污垢热阻。电镜扫描(SEM)结果表明,污垢沉积的初始阶段,污垢结晶以星状点分布于管内壁,随着沉积时间的增长星状点变得密实,这种不完全覆盖使得流体在流经污垢时产生扰流,增强了传热效果。随着时间推移,结晶污垢的覆盖面积逐渐增大,污垢热阻逐渐增加,传热系数减小。     

析晶与颗粒混合污垢的实验研究

在实验室实验研究了CaCO3和Al2O3或MgO混合污垢特性,考察了颗粒浓度、工质流速和水浴温度的影响。结果表明:混合污垢热阻值比纯粹的析晶污垢的污垢热阻值大,流速增大,其污垢热阻渐近值减小,颗粒浓度增大,混合污垢渐近值增大,但当浓度达到某一值后再增加时,混合污垢渐近值基本维持常数,水浴温度在实验范围内变化对结垢影响不大。     

温度对纳米氧化镁和碳酸钙混合污垢特性影响

为了探讨温度对纳米氧化镁与碳酸钙混合污垢结垢特性的影响,通过改变入口温度实验研究了温度对混合污垢在交叉缩放椭圆管中的污垢特性,并通过静置实验验证了温度对循环工质聚沉情况的影响。结果表明,循环工质入口温度对混合污垢特性的影响显著,随着循环工质入口温度的升高,污垢热阻渐近值明显减小,并且污垢热阻达到渐近值的时间缩短。温度对纳米氧化镁颗粒污垢和碳酸钙析晶污垢热阻值的影响呈现相反规律,温度升高导致纳米颗粒污垢热阻的减小量远大于析晶污垢热阻的增加量。     

影响波纹换热管换热性能因素的数值模拟研究

为研究工业生产中应用的波纹换热管换热性能以及相关的影响因素,课题中应用FLUENT软件建立了6种当量直径相同,波高和波距不同的波纹管模型,以常温下水为工质,设置不同的雷诺数并进行数值模拟。模拟结果显示,波纹管的波高波距比和雷诺数作为影响波纹管换热性能的两个重要因素,对波纹管的换热系数有着较显著的影响。其中,在一定范围内波纹管的换热系数随着雷诺数的增大而增大,另外,当波纹管的波高波距比值在0.24～0.26范围之间时波纹管的换热系数可以达到一个相对较优的值。     

管内CaCO_3污垢形成过程的数值模拟

本文以圆管内 CaCO3 污垢的形成过程为研究对象,从传热传质的角度建立了一个圆管内 CaCO3 污垢形成过程的数学模型,利用化学反应模型对圆管内 CaCO3 污垢的形成过程进行了数值模拟,得到了 CaCO3 污垢的沉积率、剥蚀率以及污垢热阻随时间的变化规律.     

波纹管管内层流流动和换热规律的实验研究及数值模拟

波纹管是近几年来被广泛采用的一种强化换热元件,对其管内的流动和换热规律进行研究具有十分重要的意义。本文通过实验和数值模拟的方法,对三种不同尺寸(φ=19 mm、25 mm、32 mm)的波纹管层流流动和换热进行了研究,发现存在一个临界的Re数,当Re数小于临界值时波纹管的换热性能不及对应的光管,随着Re数的增加,波纹管换热性能逐渐改善。     

波纹管内流动特性的实验研究

随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究.由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中得到应用.波纹管内的流动压力损失参数是高温超导电缆低温系统重要的设计参数,因而研究波纹管内的流动特性具有重要的意义.对通径为6 mm,8 mm和10 mm的波纹管内液氮和氮气的流动特性进行了实验研究.液氮实验结果表明:液氮在波纹管内的流动具有波动性.在4000～40000的雷诺数范围内,测量了氮气的质量流量和压力损失,计算得到流动摩擦系数.分析表明:压力损失随雷诺数的增大而增大;波纹管的摩擦系数要高于光管,摩擦系数随雷诺数的增大而减小,摩擦系数随t/d的减小而减小.     

基于普朗特类比的多种强化管内污垢数据分析

针对光管和四种不同结构的强化管(缩放管I、缩放管Ⅱ、弧线管及波纹管)在相同条件(工质流速、入口温度、水浴温度及微粒浓度)下的颗粒污垢实验数据,基于普朗特类比法,以φ(φ=(Km/Kmp)/(f/fp),Km为质量传递系数,f为摩擦因子,下标p表示光管)和ψ(ψ=j/jp)/(f/fp)1/3,J为传热因子)作为传热性能...     

管式换热器积灰特性的实验研究

在实验室建立了气侧污垢热阻实验台，实验研究了管式换热器管内微粒污垢的积聚特性，结果表明积灰随时间呈现渐近特性，没有发现诱导期。同时还考察了流体速度，颗粒直径和浓度对渐近污垢热阻的影响．     

Experiments on New Arrangements of Convex and Concave Corrugated Tubes through a Double-pipe Heat Exchanger

The main scope of this article paper is to experimentally clarify the effects of outer-tube and inner-tube corrugations on thermal and frictional characteristics in a horizontal double-pipe heat exchanger. Nusselt number, friction factor, and thermal performance factor are evaluated for new various arrangements of convex and concave corrugated tubes. Smooth tubes were corrugated by means of a special machine. Findings indicate that the arrangement type of corrugated tubes has a significant effect on the mentioned parameters. The best performance was obtained for a heat exchanger made of a concave corrugated outer tube and a convex corrugated inner tube.     

Aeroacoustic interaction in a corrugated duct

The sound generation by an air flow in a corrugated tube is studied experimentally for different values of the corrugation pitch and different tube lengths. The Strouhal numbers of sound generated in different tubes with different flow velocities lie within 0.4–0.6. As the flow velocity increases, the Strouhal number decreases. The effect of sound absorption by an air flow in a corrugated duct is described: in a corrugated tube with a flow, at frequencies below the generation frequency, the absorption of sound produced by an external source is observed. A semiempirical model of aeroacoustic interaction in a corrugated tube is proposed. The model provides a qualitative agreement with the experiment.     

交叉缩放椭圆管CaCO3污垢特性的实验研究

采用对比实验的方法对交叉缩放椭圆管与铜光管的传热和CaCO3污垢特性进行了研究,并用数值方法模拟了交叉缩放椭圆管的内部流场和壁面剪切力。实验结果表明：交叉缩放椭圆管的换热和抗垢性能均优于在对应状态下的铜光管,这主要是由于交叉缩放椭圆管的内部流场和壁面剪切力的周期性变化所引起的。交叉缩放椭圆管在低流速时污垢热阻渐近值较大...     

高温熔盐横纹管传热特性与强化机理研究

本文对以熔融盐为传热工质的横纹管传热过程进行了实验研究。研究温度、热流密度对横纹管传热性能的影响,并与光管的传热性能进行比较,探讨了强化传热的机理,确定了强化传热的范围和途径。实验结果表明:横纹管比光管具有更好的传热性能。     

EXPERIMENTAL STUDY OF HEAT TRANSFER FROM A DISCRETE SOURCE TO A CIRCULAR LIQUID JET WITH ANNULAR COLLECTION OF THE SPENT FLUID

This study reports an experimental investigation of evaporative heat transfer and pressure drop of R-134a flowing downward inside vertical corrugated tubes with different corrugation pitches. The double tube test section is 0.5 m long with refrigerant flowing in the inner tube and hot water flowing in the annulus. The inner tubes are comprised of one smooth tube and three corrugated tubes with different corrugation pitches of 6.35, 8.46, and 12.7 mm. The test runs are performed at evaporating temperatures of 10°C, 15°C, and 20°C; heat fluxes of 20, 25, and 30 kW/m²; and mass fluxes of 200, 300, and 400 kg/m²s. The experimental data obtained from the smooth tube are plotted with flow pattern map for vertical flow. Comparisons between smooth and corrugated tubes on the heat transfer and pressure drop are also discussed. It is observed that the heat transfer coefficient and frictional pressure drop obtained from the corrugated tubes are higher than those from the smooth tube. Furthermore, the heat transfer coefficient and frictional pressure drop increase as the corrugation pitch decreases. The maximum heat transfer enhancement factor and penalty factor are up to 1.22 and 4.0, respectively.     

基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究

开展了基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究,提出了单端固定开口波纹薄筒光纤声增敏方法,建立了光纤声增敏装置波节间距、单波节轴向刚度、光纤长度等参数对光纤相位灵敏度的影响理论模型.制作了3种规格的光纤声增敏传感装置进行声传感实验.实验结果表明,声增敏传感装置相位灵敏度达到2.975 rad/Pa,最小声探测信号达到60.1 dB,3种规格的声增敏传感装置的灵敏度测试值与理论分析基本一致.研究结果为高灵敏度的光纤分布式声传感的进一步发展提供了理论和实验基础.     

Analysis of the instability in relativistic traveling wave tube

The relativistic traveling wave tube is an important high power microwave source. The corrugated cylindrical waveguide is usually used as slow wave structure of this device. Starting from wave equation and using boundary conditions, dispersion relation is derived for the corrugated waveguide, in which an intense relativistic electron beam propagates along the axis. Two cases which are shorter period and longer period are discussed in this paper respectively. The small signal gain of the relativistic traveling wave tube is analyzed and some conclusions are drawn. The analysis method presented in this paper can be extended to other types of slow wave structures of relativistic traveling wave tube.     

列管式换热器强化传热研究及发展

简述了列管式换热器强化传热技术的进展及发展方向,管程强化传热采用螺纹管、横纹管、波纹管、缩放管、管内插入物、三维内肋管、翘片管等传热元件,壳程强化传热采用板式支撑、折流插式支撑、空心环支撑、管子自支撑等管束支撑结构。指出了列管式换热器研究中存在的不足。指出了今后的发展方向,为列管式换热器的研究和应用提供理论参考。     

高温超导电缆用波纹管内液氮流动特性的数值研究

随着超导技术的发展,高温超导电缆在电力输运中逐渐得到重视并进行了广泛的研究。由于波纹管具有良好的柔韧性和收缩性,在高温超导电缆中作为杜瓦放置电缆,冷却超导体用的液氮需流经波纹管。在系统设计中,需要对液氮在波纹管中的流动特性加以了解。为了研究液氮在波纹管内的流动特性,对其进行了数值计算及理论分析。分析表明:压力损失随入口速度的增大而增大;在波纹内形成了涡旋流;在所考察的雷诺数范围内,雷诺数对摩擦系数的影响不大,而波纹尺寸对摩擦系数具有主要的影响。摩擦系数随s/t的增大而减小。。     

外螺旋槽管污垢特性的实验研究

本文采用污垢热阻动态监测方法,考察了冷水硬度、温度、流速及几何参数对外螺旋槽管污垢特性的影响,结果表明:螺旋槽管参数对污垢热阻有显著影响,螺距最小的螺旋槽管具有最小的污垢热阻,当螺距增大时,污垢热阻的增长未出现单调变化;温度的升高导致污垢热阻的增大,并且随温度的升高,结垢速率增大,污垢诱导期趋于消失;随着流速的增大,螺...