沟槽竖管蒸发式冷凝器的开发与效果分析

通过对热阻的分析得知,对蒸发式冷凝器进行强化传热的主要方法是控制和减小管外水膜热阻和管内冷凝热阻,在此基础上提出了沟槽竖管这一新型换热元件；通过数值模拟证明了竖直管可以有效改善水膜分布;理论计算的结果表明开设沟槽管内冷凝换热系数是原来的3.01倍.     

滑移流区内不同Kn数对流动及传热影响的数值分析

针对微尺度二维通道气体滑移流区的流动阻力和传热特性,采用滑移模型和SIMPLER数值进行了模拟分析.研究了定热流情况下不同Kn数时通道内压力、速度和温度场的分布以及流动阻力和换热的特性.数值分析结果表明随着Kn数的增大,速度滑移和温度跳跃的程度都增加,并且影响着流动阻力的下降,但两者对于换热系数的影响趋势是相反的:速度滑移有利于提高换热系数,而温度跳跃则降低换热系数,但总体上增加了微通道中的热阻.     

冷凝器污脏测量仪的研究

提出了一种在线测量冷凝器污脏程度的新方法．该方法选取冷凝器压力作为研究对象，以模糊建模技术为基础有效地实现了冷凝器污脏、工况参数变化对冷凝器压力影响的分离，可较准确地在线监测冷凝器污脏．根据此方法，研制了以DSP为核心的测量仪，并在不同工况下进行了现场试验、试验结果表明：与热阻法及传热系数法相比，该测量仪能够取得更好的测量效果．     

空冷散热器开缝翅片管束外空气流动传热特性研究

在传统平直翅片上表面上开孔、开缝是有效强化翅片管空气侧传热的方法。通过对典型空冷翅片管束的流动传热性能进行数值模拟得到开缝翅片管束的流动阻力和传热系数随迎面风速变化规律,拟合得到了流动摩擦因子和努谢尔特数随雷诺数的无因次关系式。结果表明:随着迎面风速加大,空气会对换热阻力产生不同程度的影响,但换热性能的增加幅度高于压降的增加幅度。模拟结果与试验结果吻合较好。     

基于混合工质的中间介质气化器参数优化

中间介质气化器IFV(Intermediate Fluid Vaporizer)是海上浮式液化天然气接收终端的关键换热设备。基于传热理论,建立了多换热器的耦合换热计算模型,并采用混合工质作为中间介质,研究了运行参数对气化器换热性能的影响规律。通过分析混合中间介质饱和温度对气化器换热性能的影响,结合海水温度波动的敏感性分析,优选了混合中间介质的最佳饱和温度范围为256～265 K,此时IFV总换热面积较小且变化受海水温度波动影响较小,运行更稳定,蒸发器和冷凝器的换热系数较高,IFV换热性能较好。通过研究海水在调温器内的温降变化对IFV换热性能的影响规律,优选了海水在调温器内的温降范围为0.6～1.2 K,此时各换热器的UA值(换热系数U与传热面积A之积)和热负荷均表现为高量,热流密度较大,换热器的换热性能较好,且IFV的总换热面积变化控制在最小换热面积的10%以内,各换热器所占比例均为20%～50%,更有利于提高IFV运行的稳定性和适应性,且推荐换热器间热负荷比为3～7。(图10,表1,参24)     

与畜禽废弃物熔炼设备配套使用的三种冷凝器的开发

风冷式、水冷式以及风冷水冷联合式冷凝器是畜禽废弃物熔炼设备配套使用的三种不同形式的废气处理设备,目的在于解决畜禽废弃物熔炼设备在生产过程中产生的废气对大气产生二次污染问题。     

结构参数对绕管式换热器传热特性的影响

绕管式换热器具有耐高压、运行平稳、流体适应性强等优点,研究绕管式换热器的传热特性对提高其设计制造能力具有重要意义。归纳总结了绕管式换热器的几何模型、壳侧传热模型和管侧传热模型,计算了不同雷诺数工况和不同结构特征换热器的壳侧结构因子和管侧传热系数,分析了传热特性随结构参数变化的规律,从而提出了设计制造过程中确定结构尺寸的指导性建议。结果表明:降低垫片厚度,减小绕管径向间距,能够显著增强壳侧传热效果;使用小口径绕管,减小芯体直径和缠绕直径,有利于管侧换热;减小缠绕角度和绕管轴向间距对换热的增强效果有限,但能降低换热器高度,便于运输和安装。     

水沸腾相变过程的数值模拟

为了解沸腾换热的机理,掌握相变换热的数值模拟方法,本文分别对大容器沸腾和竖直通道内的强制对流沸腾进行了数值模拟。通过定义汽液两相的质量传递和能量传递,计算得到了速度场、压力场、温度场和蒸汽体积比例分数等参数的分布情况。结合沸腾换热理论和模拟结果,分析了两种不同情况下水的沸腾换热过程。     

LNG绕管式换热器壳程对流换热数值模拟

绕管式换热器是天然气液化的核心设备,其换热性能的优劣严重影响液化工艺水平。基于绕管式换热器的结构及特性,采用Fluent软件,对LNG绕管式换热器壳程单相混合冷剂的对流换热进行了数值模拟。结果表明:换热管管径是影响壳侧换热的重要因素,壳侧换热系数、壳侧冷剂压降均随换热管管径、壳侧冷剂质量流量的增大而增大。模拟结果与已有实验值的偏差均控制在20%以内,二者具有较高的匹配性,说明采用新建立的数值模拟模型用于绕管式换热器换热性能研究具有可行性。     

高原油田加热炉的数值模拟研究

高原地区空气稀薄,对油田使用的燃气加热炉燃烧传热造成很大影响。通过建立典型燃气加热炉燃烧传热模型,对不同海拔高度加热炉燃烧传热过程进行数值模拟,研究海拔对加热炉性能的影响。同时提出多种高海拔高度条件下加热炉燃烧调节方案,并进行了加热炉燃烧传热模拟研究。计算出不同海拔高度下加热炉运行参数变化趋势,制定出不同调节方法,对于不同的生产要求设计出相应的加热炉运行模式,解决了高原油田燃气加热炉科学调度问题,为高原油田加热炉的优化运行提供了理论基础。     

管式气流干燥系统应用于淀粉干燥的数值模拟研究

淀粉干燥是淀粉生产过程中的一个关键工序,弄清干燥过程中湿物料的传热传质过程对生产效率的提高至关重要,现选用管式气流干燥器作为淀粉物料的干燥设备,对其中的U形等径干燥管进行研究,用Flu-ent软件对干燥管内的气固两相流动进行了数值模拟,通过对管内气固两相流中各流场的分析,阐述了干燥过程中湿物料的传热传质过程及机理,并探讨了各参数对管内气固两相间传热效果的影响。     

板翅式换热器结构优化及其性能数值模拟

板翅式换热器内部纵横两个维度的流量分配不均,导致其换热性能降低。基于单相流量分配理论和板翅式换热器内部流场特性,通过改变换热器进出口管个数、进出口方式、端部入口管相对位置等,建立了新型板翅式换热器结构。基于CFD方法的Fluent数值计算方法,对板翅式换热器优化前后的流量分配特性进行数值模拟,研究优化后的端部入口管相对位置、入口管个数及出口管个数对流量分配的影响规律。结果表明:改变进出口方式可以均衡各通道路径在入口和出口处的总压降,有效改善板翅式换热器的流量分配特性;优化后的板翅式换热器最佳参数组合是端部入口管相对位置为0.033、入口管个数为5、出口管个数为1,该结构可以使气相和液相的流量不均匀度降低约50%,对提高换热器换热性能具有重要意义。     

空气载能辐射空调末端系统辐射传热简化算法研究

空气载能辐射空调末端系统是近年来出现的一种以空气为载能媒介，孔板为末端的新型辐射末端系统.为了研究孔板末端的辐射传热特性，本文通过建立房间稳态传热模型，基于传热学基本理论，首先分析了以金属平板为辐射末端的顶板辐射空调系统中，顶板与各围护结构表面间不同温差下的辐射传热特性，并在此基础上进一步分析了空气载能辐射空调孔板末端的辐射传热问题，最终得到一个孔板辐射简化传热公式.通过实验验证，该方法具有足够的合理性和可靠性.     

苹果冷藏保鲜过程的传热学分析

从传热学角度分析了采后苹果冷藏过程中果实内部的热量传递状况,并利用数值方法模拟计算了苹果果实内部一维有内热源不稳态温度场,并根据结果定量分析了环境温度、组织导温系数以及组织呼吸代谢热等对传热的影响。     

采后果实内部传热学分析

文章分析了采后果实在冷藏过程中内部的热量传递状况,并利用数值方法模拟计算了番茄果实内部一维有内热源不稳态温度场,并根据结果分析了环境温度、呼吸代谢热产对植物传热的影响,从而定量分析了植物热传导过程中的时间迟滞效应。这对于深入研究植物抗逆性机理、果实冷藏保鲜等,具有重要的实际意义。     

水平连铸钢坯凝固过程的计算机仿真

在介绍水平连铸机基本结构和工作原理的基础上分析了水平连铸钢坯凝固过程的传热特点，依据传热定律建立了描述水平连铸钢坯凝固过程的数学模型，并对其进行了仿真计算，得到了实际相吻合的结果。     

水下储存易凝原油的传热规律研究

水下储油是海上油田的储油方式之一，而水下储存易凝原油尚无应用先例。掌握水下 油罐的传热规律，合理计算和确定其加热负荷是开发和应用这项技术的关键。概述了水下储油的特点，论证了采用油水置换工艺进行水下储存易凝原油的传热基本规律。试验表明，水下油罐传热性能与所储原油的物性有关。对于储存一种原油，传热量与环境温度成正比，而对于不同物性的原油，传热量与凝点及粘度成反比。     

不同透光率下塑料连栋温室覆盖层传热模型的研究

为研究温室覆盖材料传热特性对温室生产影响,建立塑料连栋温室覆盖层的热环境模型,借助MATLAB软件,采用Runge-Kutta法对温室覆盖层的热环境模型求解,探讨覆盖材料透光率τc分别为0.8、0.75和0.7时对塑料连栋温室覆盖层传热模型的影响。结果表明,随着覆盖材料透光率的下降,覆盖层模拟温度明显降低,覆盖层模拟温度的精度也随之下降;当覆盖层的透光率τc降到0.7以下时,会严重影响覆盖材料对太阳辐射的作用。将τc=0.7作为覆盖层透光率的临界值,指导温室生产实践。