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套管换热器的三维数值模拟与分析
1
作者 赵明翔 李少辉 +2 位作者 杨丹丹 郑洪川 文小平 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第6期36-41,共6页
采用FLUENT软件对平直和弯曲套管的整体换热性能进行了数值模拟,并与经验公式进行了对比。数值计算结果表明:FLUENT耦合算法得到的套管总传热系数与经验公式计算结果吻合良好。与平直套管相比,弯曲套管内热空气所受到的离心力使其换热... 采用FLUENT软件对平直和弯曲套管的整体换热性能进行了数值模拟,并与经验公式进行了对比。数值计算结果表明:FLUENT耦合算法得到的套管总传热系数与经验公式计算结果吻合良好。与平直套管相比,弯曲套管内热空气所受到的离心力使其换热效率提高,在相同等效长度和流动条件下弯曲套管换热器可使总传热系数提高10%。 展开更多
关键词 套管换热器 三维数值模拟 FLUENT耦合算法 离心力 总换热系数
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套管换热器湍流对流换热的数值模拟 被引量：12
2
作者 俞接成 吴小华 刘全 《北京石油化工学院学报》 2007年第3期35-38,共4页
为了获得换热器中强化换热管对换热性能的综合影响,笔者运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对套管换热器的整体进行了数值模拟。分别模拟了光管和波纹管套管换热器在湍流情况下的换热性能。数值计算结果表明:光管套管换热器... 为了获得换热器中强化换热管对换热性能的综合影响,笔者运用FLUENT软件,采用二维轴对称方法和k-ε模型对套管换热器的整体进行了数值模拟。分别模拟了光管和波纹管套管换热器在湍流情况下的换热性能。数值计算结果表明:光管套管换热器的总传热系数K的数值计算结果与经验公式计算结果吻合很好;与光管相比,在相同流动条件下波纹管可提高总传热系数120%,但随着Re增大,其影响逐渐减小。 展开更多
关键词 套管换热器 波纹管 数值模拟 强化换热
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螺旋套管换热器传热特性研究 被引量：8
3
作者 朱倩 徐之平 +1 位作者 刘友朋 郭鹏飞 《能源研究与信息》 2011年第1期55-60,共6页
根据螺旋套管换热器的结构特点及传热特性,建立了水—水蒸气的流动与传热的三维几何模型。利用Fluent对不同工况下的螺旋套管进行了数值模拟,得出了湍流状态下螺旋套管内流体的温度场、速度场和压力场;利用搭建的螺旋套管换热器试验台,... 根据螺旋套管换热器的结构特点及传热特性,建立了水—水蒸气的流动与传热的三维几何模型。利用Fluent对不同工况下的螺旋套管进行了数值模拟,得出了湍流状态下螺旋套管内流体的温度场、速度场和压力场;利用搭建的螺旋套管换热器试验台,得出多种工况下的传热系数,为螺旋套管换热器的设计计算提供了依据。同时将试验结果和数值模拟结果进行对比分析,验证了数值模拟的正确性。 展开更多
关键词 螺旋套管换热器 传热 数值模拟 试验研究
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钉头管套管换热器对流换热的数值模拟 被引量：2
4
作者 张延静 江楠 《石油化工设备技术》 CAS 2010年第1期25-29,71,共6页
为了获得换热器中强化换热管对换热性能的综合影响,运用FLUENT软件,采用三维模型和k-ε模型对钉头管和光管套管换热器进行了数值模拟,分别模拟了该两种套管换热器在湍流情况下的换热性能。数值计算结果表明,在相同流动条件下,钉头管换... 为了获得换热器中强化换热管对换热性能的综合影响,运用FLUENT软件,采用三维模型和k-ε模型对钉头管和光管套管换热器进行了数值模拟,分别模拟了该两种套管换热器在湍流情况下的换热性能。数值计算结果表明,在相同流动条件下,钉头管换热器比光管换热器总传热系数可提高约88%。 展开更多
关键词 套管换热器 钉头管 数值模拟 强化换热
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套管换热器近分相流动态分布参数模型的改进算法 被引量：4
5
作者 刘焘 丁国良 +1 位作者 张平 吴志刚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期122-127,共6页
近分相流动态分布参数模型是套管换热器仿真动态的主要模型,但目前求解方法的稳定性与初始压力估计值密切相关,一旦初始压力估计不当,计算就会发散.对于现有算法导致计算不稳定的原因进行了分析,提出了一种改进算法.新算法基于质量引导... 近分相流动态分布参数模型是套管换热器仿真动态的主要模型,但目前求解方法的稳定性与初始压力估计值密切相关,一旦初始压力估计不当,计算就会发散.对于现有算法导致计算不稳定的原因进行了分析,提出了一种改进算法.新算法基于质量引导,在求解相变流体的质量流量分布之前通过质量对压力进行迭代,以确定合适的压力迭代初值,增强了算法的稳定性,扩展了算法的适用范围.新算法的计算速度与现有算法相当. 展开更多
关键词 套管换热器 动态仿真 算法 稳定性
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套管换热器传热过程强化实验系统的研制 被引量：5
6
作者 任秀宏 王雨 彭金明 《制冷与空调（四川）》 2014年第4期469-471,478,共4页
多套管式换热器结构简单,清洗、维修方便,易实现加工制作,提出多套管式换热器对套管换热器进行传热强化。在设定条件下编写程序,对多套管换热器进行优化设计,计算显示在相同条件下多套管式换热器与单套管换热器相比传热系数有较大的提... 多套管式换热器结构简单,清洗、维修方便,易实现加工制作,提出多套管式换热器对套管换热器进行传热强化。在设定条件下编写程序,对多套管换热器进行优化设计,计算显示在相同条件下多套管式换热器与单套管换热器相比传热系数有较大的提高。系统中设置回热器,有效节约能源。该系统在有余热、废热可以利用的场合节能效果更加显著。 展开更多
关键词 套管式换热器 传热系数 热回收 节能
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超临界水在套管换热器中的流动传热试验研究
7
作者 刘浪 李增光 +2 位作者 杨建 何文强 王青青 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第3期180-188,共9页
[目的]超临界流体流动换热具有复杂性,已有的研究大多是基于定壁面温度或者定热流边界条件,而工程实际中多为变热流密度条件下的耦合流动换热。为深入了解相关机理,对超临界流体在套管换热器内的耦合流动传热规律进行深入研究。[方法]... [目的]超临界流体流动换热具有复杂性,已有的研究大多是基于定壁面温度或者定热流边界条件,而工程实际中多为变热流密度条件下的耦合流动换热。为深入了解相关机理,对超临界流体在套管换热器内的耦合流动传热规律进行深入研究。[方法]设计套管换热器试验段,通过在内、外侧管布置温度、压力测点,采集温度压力数据,分析超临界水在套管换热中的流动与传热特性。[结果]试验分析结果表明,临界点附近物性参数的巨大变化,是导致超临界水换热出现不同于平常换热现象的主要原因;传热段的温度梯度和热物性变化使得峰值换热系数温度与拟临界温度存在差异,且差异随着压力的增加而增大;当主流温度低于拟临界温度时,由于浮力效应同时减小,外管换热系数随内管入口温度的升高而增大;而当主流温度高于拟临界温度时,由于浮力效应不显著,浮力效应几乎与内管入口温度无关。[结论]研究结果对换热器的设计以及超临界流体在套管换热器中耦合流动传热的研究和机理分析具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超临界水 传热 套管换热器
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中深层套管换热器取热影响因素研究现状 被引量：1
8
作者 刘晓燕 张环宇 +4 位作者 贾永英 姜卉 杨洋 崔光甫 方志文 《建筑节能（中英文）》 CAS 2022年第6期104-108,共5页
随着日常生活中人们对用热量需求的增大,人们开始探索更加有效的提取地热的方法。虽然浅层地源热泵系统相比于传统的空气源热泵系统节能环保、能效高且节省空间,但为了使得地源侧达到全年的热量平衡,需要冬取夏灌,管群较为庞大,尤其是... 随着日常生活中人们对用热量需求的增大,人们开始探索更加有效的提取地热的方法。虽然浅层地源热泵系统相比于传统的空气源热泵系统节能环保、能效高且节省空间,但为了使得地源侧达到全年的热量平衡,需要冬取夏灌,管群较为庞大,尤其是冬季用热负荷较大的寒冷地区这一问题更加突出。中深层地源热泵深度较深,单井换热效率高,能有效解决上述冷热不平衡的问题,因此中深层地源热泵近年来得到广泛重视。对近年来中深层套管换热器中有关循环工质、钻孔构造尺寸和外部影响因素的研究进行综述,总结了现阶段中深层套管换热器换热因素研究的不足之处,对未来中深层套管换热器的研究进行了展望。 展开更多
关键词 地源热泵 中深层 地埋管 套管式换热器 传热性能
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外管为螺旋管及多孔填料的炼焦荒煤气显热回收套管换热器一维热计算模型
9
作者 彭文平 杨林杰 +3 位作者 袁玮盛 张建 祁佳慧 许一帆 《工业加热》 CAS 2022年第1期14-18,共5页
为了实现炼焦荒煤气显热回收时上升管壁面局部温度监控以解决煤焦油析出结焦问题,基于多孔介质非热平衡理论建立了外管为螺旋管及多孔填料的炼焦荒煤气显热回收套管换热器一维稳态热计算模型,并采用有限差分法进行了数值求解。通过与三... 为了实现炼焦荒煤气显热回收时上升管壁面局部温度监控以解决煤焦油析出结焦问题,基于多孔介质非热平衡理论建立了外管为螺旋管及多孔填料的炼焦荒煤气显热回收套管换热器一维稳态热计算模型,并采用有限差分法进行了数值求解。通过与三维模拟结果比较,验证了该模型的准确性。该模型既可获得所研究换热器管壁温度的局部分布特性,又可避免三维模拟复杂的建模计算过程及巨大的计算机硬件需求。与传统零维热计算模型相比,该一维热计算模型能考虑填料层轴向热耗散与吸放热两侧流体流向夹角对换热效果的影响,具有更高的精确性。该方法极大提高了对该换热器的设计能力。 展开更多
关键词 荒煤气显热回收 套管换热器 螺旋管 换热器设计 局部温度特性
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同轴式套管换热器应用于家用循环式热泵热水器的特性试验研究 被引量：3
10
作者 苏玉海 淦国庆 《制冷与空调》 2010年第1期54-59,共6页
分析以采用普通高效换热管的同轴式套管换热器为冷凝器的热力特性,并针对其运用在家用循环式热泵热水器的特点,试验研究采用该套管换热器的家用循环式热泵热水器的特性,得到在名义制热工况及冷却水进口温度为30℃条件下,不同水流量所对... 分析以采用普通高效换热管的同轴式套管换热器为冷凝器的热力特性,并针对其运用在家用循环式热泵热水器的特点,试验研究采用该套管换热器的家用循环式热泵热水器的特性,得到在名义制热工况及冷却水进口温度为30℃条件下,不同水流量所对应的冷凝负荷、功率等特性及性能。结果可应用于家用循环式热泵热水器的开发设计。 展开更多
关键词 同轴式套管换热器 高效换热管 家用循环式热泵热水器 名义制热工况 冷凝负荷 功率
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影响溶出工艺套管换热器新蒸汽消耗的因素分析
11
作者 岳建伟 《世界有色金属》 2016年第2期58-60,共3页
新蒸汽消耗是利用拜耳法生产氧化铝，溶出工艺生产过程中的重要技术指标。通过此指标可以观察，溶出机组套管换热器换热效果的变化，在换热效果较差，新蒸汽消耗较高时进行停车检修，以便使溶出机组持续保持经济、高效的运行状态。
关键词 套管换热器 预热 加热 新蒸汽 传热
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套管换热器在线循环酸洗工艺介绍
12
作者 岳建伟 张文康 《世界有色金属》 2017年第18期29-29,31,共2页
套管换热器是大型化工企业采用的主要加热设备,该设备运行一段时间后会在内管壁产生一层致密的结疤,影响换热效果。如何彻底清理掉结疤,是提高套管换热器换热效果的关键。本文主要介绍拜耳法生产氧化铝套管换热器内管结疤清除技术中的... 套管换热器是大型化工企业采用的主要加热设备,该设备运行一段时间后会在内管壁产生一层致密的结疤,影响换热效果。如何彻底清理掉结疤,是提高套管换热器换热效果的关键。本文主要介绍拜耳法生产氧化铝套管换热器内管结疤清除技术中的在线循环酸洗工艺。 展开更多
关键词 套管换热器 在线循环酸洗 结疤 物料
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多套管换热器内穿法安装施工工艺
13
作者 李应钦 南立志 +1 位作者 张军锋 张彦奎 《安装》 2010年第5期22-23,共2页
在某多套管换热器改造施工过程中,结合设备特点和施工环境状况,通过对不同施工工艺的比较分析,选择了一种劳动强度低、施工效率高的内穿法施工工艺。并对施工过程中的关键工艺步骤进行详细介绍。
关键词 多套管换热器 安装 施工工艺
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基于结构参数分析的Gyroid换热器性能
14
作者 杨晓军 张雪丽 李沛燃 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1195-1204,共10页
为研究三重周期极小曲面(TPMS)在空气-燃油换热器中的流动换热特性,分析结构参数对换热器性能的影响。采用田口方法,针对壁厚、晶格大小和偏移尺寸3个结构参数,对努塞尔数和摩擦系数进行综合评估,并与参考的螺旋套管(TTHC)换热器性能进... 为研究三重周期极小曲面(TPMS)在空气-燃油换热器中的流动换热特性,分析结构参数对换热器性能的影响。采用田口方法,针对壁厚、晶格大小和偏移尺寸3个结构参数,对努塞尔数和摩擦系数进行综合评估,并与参考的螺旋套管(TTHC)换热器性能进行对比。研究得出各个结构参数影响Gyroid换热器努塞尔数和摩擦系数方面的主次顺序,并利用矩阵分析法,确定了最优方案。结果表明:对于热侧出口温度,TTHC换热器比参考的Gyroid换热器最高降低13.13 K;对于压降,TTHC换热器比参考的Gyroid换热器降低3.02 kPa;对于性能评估系数,热侧通道最高为14.72,冷侧通道最高为0.78。 展开更多
关键词 Gyroid换热器 螺旋套管换热器 田口方法 结构参数 矩阵分析法
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线性套管式换热器分段传热算法研究
15
作者 沈洁 杨军 刘彬超 《锅炉制造》 2024年第6期46-49,共4页
线性套管式换热器可用于化工装置中工艺气的冷却。线型套管式换热设备长径比大,工艺气为多种气体混合物,在降温过程中物性参数变化幅度大,换热器的整体传热特性计算准确度不高。本文主要介绍线性套管式换热器分段传热算法,并依据实际工... 线性套管式换热器可用于化工装置中工艺气的冷却。线型套管式换热设备长径比大,工艺气为多种气体混合物,在降温过程中物性参数变化幅度大,换热器的整体传热特性计算准确度不高。本文主要介绍线性套管式换热器分段传热算法,并依据实际工程进行验证,该算法的符合性较好,可为今后类似工况换热器的设计提供参考。 展开更多
关键词 套管式换热器 分段计算 热力计算
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套管式地埋管换热器节能特性的研究与应用
16
作者 李扬 《石油石化节能与计量》 CAS 2024年第10期47-51,共5页
大庆油田进入开发后期存在着一定数量的废弃井,采用套管式地埋管换热器可以获取到废弃井的中深层的地热能。首先对废弃井转换为地热井的可行性进行分析,通过确定中深层地埋管换热方式,建立外入内出型传热计算模型并对废弃井结构改造。... 大庆油田进入开发后期存在着一定数量的废弃井,采用套管式地埋管换热器可以获取到废弃井的中深层的地热能。首先对废弃井转换为地热井的可行性进行分析,通过确定中深层地埋管换热方式,建立外入内出型传热计算模型并对废弃井结构改造。再具体分析大庆油田的地层土壤温度分布和确定边界条件,得出符合现实的理论计算公式。进一步分析套管式地埋管换热器取热评价指标与传热影响因素研究,得到流体流量和进口温度对传热影响因素,及循环流体进口温度对运行特性的影响对取热效率的影响规律。最后,通过对两种工况的废弃井现场试验,得到套管式地埋管换热器平均换热量为478.5 kWh。为利用大庆油田1700口废弃井的节能改造找到了一条切实可行的出路。 展开更多
关键词 套管式地埋管换热器 加热特性 热短路 单位延米取热量 钻孔当量热阻
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套管式换热器结构变化对换热能力影响的模拟研究 被引量：7
17
作者 廖百胜 《制冷与空调（四川）》 2010年第1期40-44,共5页
运用ANSYS公司的CFX计算流体软件对内径分别为10mm、16mm,壁厚1mm,管段长1000mm的逆流式套管换热器在内管安置同心和偏心等3种状态在不同工况下进行了数值模拟,得到了管内流体的速度与温度分布,并比较了3种情况下的换热系数。从结果分... 运用ANSYS公司的CFX计算流体软件对内径分别为10mm、16mm,壁厚1mm,管段长1000mm的逆流式套管换热器在内管安置同心和偏心等3种状态在不同工况下进行了数值模拟,得到了管内流体的速度与温度分布,并比较了3种情况下的换热系数。从结果分析得到随着偏心距的增加,套管的换热效果逐步下降。 展开更多
关键词 套管换热器 数值模拟
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地源热泵垂直套管式换热器传热研究 被引量：9
18
作者 王欣 俞亚南 高庆丰 《暖通空调》 北大核心 2005年第6期16-19,共4页
介绍了地源热泵的特性及其发展前景,分析了现有传热模型的局限性。在V.C.Mei传热模型的基础上,结合系统能量方程和热传导方程建立了套管式换热器的传热模型。采用有限元法和有限差分法对埋管周围的温度场进行了数值计算。通过与实测值... 介绍了地源热泵的特性及其发展前景,分析了现有传热模型的局限性。在V.C.Mei传热模型的基础上,结合系统能量方程和热传导方程建立了套管式换热器的传热模型。采用有限元法和有限差分法对埋管周围的温度场进行了数值计算。通过与实测值的对比表明该传热模型能更好地反映出真实的传热过程和传热机理。 展开更多
关键词 套管式换热器 地源热泵 传热模型 垂直 热传导方程 有限差分法 发展前景 能量方程 数值计算 有限元法 传热机理 传热过程 局限性 MEI 温度场 对比表 实测值 基础
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套管式地埋管换热器换热性能实验研究 被引量：13
19
作者 胡映宁 李常春 王小纯 《暖通空调》 北大核心 2011年第9期100-105,99,共7页
以深度为60 m的镀锌钢管套管式地埋管换热器地源热泵系统和热电阻测温系统为实验平台,对土壤温度、套管式地埋管换热器换热性能及换热器对周围土壤的热影响进行了实验研究。研究表明,南宁市地下5-60 m的土壤温度为23.2-23.7℃;Φ80和Φ6... 以深度为60 m的镀锌钢管套管式地埋管换热器地源热泵系统和热电阻测温系统为实验平台,对土壤温度、套管式地埋管换热器换热性能及换热器对周围土壤的热影响进行了实验研究。研究表明,南宁市地下5-60 m的土壤温度为23.2-23.7℃;Φ80和Φ65套管式地埋管换热器的合理流量分别为1 500 L/h和1 200 L/h,对应的单位井深换热量分别为107.5W/m和81.4 W/m;不同内管导热系数对套管式地埋管换热器换热性能的影响很小;内进外出流动模式换热器的换热性能优于外进内出模式;间歇运行有利于土壤温度的恢复。 展开更多
关键词 套管式地埋管换热器 换热性能 土壤温度 内管导热系数 流动模式
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中浅层同轴套管式换热器的传热能力分析 被引量：5
20
作者 李振兴 李文静 +1 位作者 翟丽娟 张静 《中国矿业》 2022年第9期152-161,共10页
随着我国“双碳”战略目标的实施,地热能作为可持续开发利用的清洁能源也备受推崇。目前关于地热能开发利用的研究主要集中于浅层地热能和中深层地热能,对于中浅层地热能(200~500 m)研究较少,而利用中浅层地热能进行供暖与制冷也缺乏相... 随着我国“双碳”战略目标的实施,地热能作为可持续开发利用的清洁能源也备受推崇。目前关于地热能开发利用的研究主要集中于浅层地热能和中深层地热能,对于中浅层地热能(200~500 m)研究较少,而利用中浅层地热能进行供暖与制冷也缺乏相关的工程案例和理论研究支持。本文基于河北省邯郸市某建筑物空调冷热源项目中施工的300 m地热井,开展了中浅层同轴套管式换热器的传热实验与理论分析研究。首先,对换热器的结构形式、施工工艺、换热特性等进行研究,根据建立的换热器开展了5种不同工况的现场传热测试,获取了相关的热物性参数;其次,通过分析中浅层地热能的特点,研究换热器换热内外不同的传热规律和循环方向,基于已有的浅层地埋管和中深层同轴管传热模型,创新性建立了针对中浅层套管式换热器冬夏两季的传热模型,通过相应的控制方程对传热模型进行模拟分析,并将模拟数据与实验数据进行了对比,校核了传热模型的准确性;最后,根据建立的传热模型对换热器进行了全年的模拟计算,获取了冬夏两季不同流量的进出口温差及换热量,岩土体温度横向、纵向的变化等参数,为进一步改进中浅层同轴套管式换热器结构以及室外埋管系统的设计与优化提供理论依据和技术指导。 展开更多
关键词 中浅层地热 套管式换热器 传热测试 传热数值模拟 换热分析
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