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内置椭球形插件的环形内肋凸胞管换热特性
1
作者 李治淼 陆鸿飞 +2 位作者 韩嘉发 方方 李渊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期9828-9839,共12页
为探究内置椭球形插件的环形内肋凸胞管的流体动力学及热传递特性,以增强其综合热交换效能,采用数值模拟技术对光滑管与环形内肋凸胞管内置椭球形插件的流体流动及热交换特性进行了对比分析。通过此分析,验证了环形内肋凸胞管内置椭球... 为探究内置椭球形插件的环形内肋凸胞管的流体动力学及热传递特性,以增强其综合热交换效能,采用数值模拟技术对光滑管与环形内肋凸胞管内置椭球形插件的流体流动及热交换特性进行了对比分析。通过此分析,验证了环形内肋凸胞管内置椭球形插件在热交换方面的优势,并进一步探讨了长短轴比、倾角、节距三种插件结构参数对环形内肋凸胞管热工性能的影响。研究结果显示,在环形内肋凸胞管中引入插件后,由于插件与凸胞的协同作用,显著提升了热交换效率。与未引入插件的环形内肋凸胞管相比,其性能评价系数(performance evaluation criterion,PEC)最大增幅可达13.62%。在保持倾角和节距不变的条件下,长短轴比为9∶5时,PEC值可达到最大值1.34。在固定节距和长短轴比的情况下,当倾角为30°时,管内综合热传递性能最优。而在保持倾角和长短轴比不变的条件下,节距为20 mm时,PEC相较于环形内肋凸胞管的最大增幅可达20.30%。 展开更多
关键词 换热管 环形内肋凸胞管 椭球形插件 强化换热 数值模拟 综合换热性能
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基于结构参数分析的Gyroid换热器性能
2
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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不同材料螺旋缠绕管束低温当量换热机理研究
3
作者 张周卫 杨嘉琪 +2 位作者 何铭轩 汪雅红 马娟丽 《低温工程》 北大核心 2025年第4期22-30,共9页
建立了不同材料组合的螺旋缠绕管低温换热系统物理模型、传热计算数学模型及数值模拟模型,针对不同材料组合的螺旋缠绕管束模型,提出了当量系数法并进行了管束模型换热数值模拟研究。构建了不同管束材料组合的螺旋缠绕管束实验模型并对... 建立了不同材料组合的螺旋缠绕管低温换热系统物理模型、传热计算数学模型及数值模拟模型,针对不同材料组合的螺旋缠绕管束模型,提出了当量系数法并进行了管束模型换热数值模拟研究。构建了不同管束材料组合的螺旋缠绕管束实验模型并对管束理论模型及数值模型进行了实验验证。研究表明:当量系数法可用于解决不同材料螺旋缠绕管束的总传热系数和换热量计算的难题,为不同材料组合的管束设计提供理论计算依据及工程设计方法。 展开更多
关键词 缠绕管式换热器 当量换热机理 不同材料螺旋管束
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结霜工况下平行流换热器的换热性能 被引量：13
4
作者 梁媛媛 徐博 陈江平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期674-678,共5页
测试了平行流换热器在结霜工况下的换热性能.研究了换热器的换热面积及表面换热效率随霜层厚度的变化,并采用对数平均温差(LMTD)法对结霜状况下霜层表面的换热系数进行了计算.结果显示,当霜层厚度达到0.4mm时,换热器的换热面积下降18%左... 测试了平行流换热器在结霜工况下的换热性能.研究了换热器的换热面积及表面换热效率随霜层厚度的变化,并采用对数平均温差(LMTD)法对结霜状况下霜层表面的换热系数进行了计算.结果显示,当霜层厚度达到0.4mm时,换热器的换热面积下降18%左右,表面换热效率下降17.42%～24.78%;而换热系数的降低是换热器性能降低的重要因素,试验中换热器的换热系数均下降50%左右,百叶窗的霜堵是导致换热系数降低的主要原因. 展开更多
关键词 平行流换热器 结霜 换热面积 表面换热效率 换热系数
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低螺纹管的冷凝换热分析 被引量：8
5
作者 谷波 魏跃文 韩荣梅 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期6-10,共5页
管壳式冷凝器是制冷空调、石油化工行业中应用广泛的一种换热器。在制冷工程中常用低螺纹管作为换热管 ,使其具有更好的换热特性。本文对低螺纹管的膜状冷凝换热进行了分析计算 ,建立了低螺纹管基本换热单元面积计算和低螺纹管在基管、... 管壳式冷凝器是制冷空调、石油化工行业中应用广泛的一种换热器。在制冷工程中常用低螺纹管作为换热管 ,使其具有更好的换热特性。本文对低螺纹管的膜状冷凝换热进行了分析计算 ,建立了低螺纹管基本换热单元面积计算和低螺纹管在基管、翅片及翅顶上的凝结换热模型以及管簇对冷凝换热的影响模型 ,并对影响其换热的结构参数和运行参数进行了分析探讨。模型对观客换热器得失优化设计和运行分析具有重要的理论价值和实际应用意义。 展开更多
关键词 螺纹管 管壳式冷凝器 凝结换热 换热器 换热管 换热特性 运行参数 热模型 石油化工行业 结构参数
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竖直管内降膜-高速空气环状两相流的蒸发换热特性理论分析 被引量：4
6
作者 刘振华 易杰 王经 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1479-1483,共5页
通过理论分析 ,研究了竖直传热管内降膜 -高速空气环状两相流的蒸发换热特性 .结果表明 ,在直径 2～ 3mm的细小管内 ,重力的影响可以忽略 ,气液间摩擦力起支配作用 ;在直径 1 0 mm左右的普通尺寸管内 ,重力的影响不能忽略 ;在直径更大... 通过理论分析 ,研究了竖直传热管内降膜 -高速空气环状两相流的蒸发换热特性 .结果表明 ,在直径 2～ 3mm的细小管内 ,重力的影响可以忽略 ,气液间摩擦力起支配作用 ;在直径 1 0 mm左右的普通尺寸管内 ,重力的影响不能忽略 ;在直径更大的管内 ,重力的影响起支配作用 .对定热流密度条件下的换热特性得到了数值解并整理成简化计算公式 .研究结果对竖直传热管内水 展开更多
关键词 竖直管 降膜-高速空气环状两相流 蒸发换热特性 强化换热 流动换热 换热规律
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非对称翅片管式换热器管外对流传热强化实验研究 被引量：5
7
作者 王云雷 何光艳 张保生 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第1期34-38,共5页
提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明:非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅... 提出一种新型非对称翅片管式换热器,通过不同工况的实验,研究其传热过程和传热效果,并通过计算传热系数比较其与环状翅片管管束和光管管束的传热性能。结果表明:非对称翅片管对流体的扰动强于环状翅片管和光管;相同参数条件下,非对称翅片管换热器的换热效果优于环状翅片管和光管式换热器;采取相同面积的换热面,非对称翅片管换热器比环状翅片管换热器更加紧凑。 展开更多
关键词 换热器 非对称翅片管 对流传热 换热系数 强化换热 换热效果
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多效蒸发器换热管的换热性能和机械强度分析 被引量：2
8
作者 魏耀东 魏奇业 +1 位作者 韩光泽 华贲 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第5期117-120,共4页
从传热和节能的观点对多效蒸发器换热管的材料选择进行了分析。计算表明在多效蒸发器基本结构不变的条件下,用不锈钢和黄铜换热管替换碳钢换热管后多效蒸发器换热性能和机械强度仍能满足设计要求。换热管的结垢对换热性能影响较大,不锈... 从传热和节能的观点对多效蒸发器换热管的材料选择进行了分析。计算表明在多效蒸发器基本结构不变的条件下,用不锈钢和黄铜换热管替换碳钢换热管后多效蒸发器换热性能和机械强度仍能满足设计要求。换热管的结垢对换热性能影响较大,不锈钢和黄铜换热管的抗结垢性能优于碳钢,碳钢管更换为不锈钢和黄铜换热管后换热性能会有所改善。综合考虑换热管选材的优先顺序是不锈钢焊接管、无缝不锈钢管、黄铜管、碳钢管。 展开更多
关键词 多效蒸发器换热管 换热性能 机械强度分析 不锈钢换热管 黄铜换热管
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基于传热模型和有限元模拟的内螺纹管材换热性能改进研究
9
作者 云红杰 陈大勇 +5 位作者 刘劲松 龙海生 宋鸿武 张士宏 陈传来 褚晓光 《精密成形工程》 北大核心 2025年第10期157-166,共10页
目的针对强化传热机理和微小齿形参数复杂导致的内螺纹管的传热性能评测较难、成本较高这一问题,借助理论计算与流场仿真改进管材换热性能,研究齿形参数对换热系数的影响规律,为管材的参数设计提供依据和指导。方法基于Cavallini换热理... 目的针对强化传热机理和微小齿形参数复杂导致的内螺纹管的传热性能评测较难、成本较高这一问题,借助理论计算与流场仿真改进管材换热性能,研究齿形参数对换热系数的影响规律,为管材的参数设计提供依据和指导。方法基于Cavallini换热理论,结合Python语言编写的自主计算程序,通过设定各项物性参数,定量计算了换热系数随齿数、齿高、螺旋角、齿顶角在一定范围内的变化结果;建立了管材的三维模型,针对内螺纹管的流固接触区域,采用耦合方法对其进行六面体网格划分,使用流场仿真软件对光管、现有内螺纹管、改进后的内螺纹管进行管内换热模拟,在一定流动条件下,对比了不同管材结构的换热效果。结果理论模型与模拟结果均表明,通过合理调整管材的结构参数,与光管相比,内螺纹管的换热性能提升了接近3倍。改进后的内螺纹管相比于现有内螺纹管换热性能提升了4.69%。结论所提出的增大螺旋角、减小齿高和齿顶角的优化逻辑可以在一定范围内提升内螺纹管的换热性能,同时对内螺纹管的参数改进有一定的参考价值。 展开更多
关键词 内螺纹管 换热性能 流体仿真 参数优化 换热理论
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模块化熔盐储热换热器流动传热特性研究及安全性分析
10
作者 宋园园 周科 +3 位作者 鲁晓宇 李明皓 卫子钰 杨冬 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第7期118-128,共11页
为进一步提升燃煤机组的运行灵活性并实现燃煤机组与电力系统的热电解耦,针对燃煤-熔盐耦合系统中储热换热器的优化设计问题展开研究。基于新型模块化熔盐储热换热器的结构特点和实际运行工况中的现场测量数据,计算得出熔盐侧换热系数... 为进一步提升燃煤机组的运行灵活性并实现燃煤机组与电力系统的热电解耦,针对燃煤-熔盐耦合系统中储热换热器的优化设计问题展开研究。基于新型模块化熔盐储热换热器的结构特点和实际运行工况中的现场测量数据,计算得出熔盐侧换热系数并对汽水系统的流动传热特性进行计算分析。基于流动网格系统法将汽水管束进行划分并建立流量分配和压降计算模型,将熔盐泵启动工况下实际测量的运行数据与程序计算得出的系统总压降进行对比,相对误差为2.13%,验证了计算模型的可靠性。计算分析了设计工况下汽水系统的压力分布、流量分配、出口汽温、管壁金属温度等特性参数,并进行热负荷受到扰动时的流动不稳定性研究。结果表明:设计工况下熔盐泵不启动时,工质出口汽温为327.7℃;熔盐泵启动时,工质出口汽温为362.2℃;两种运行工况下系统总压降与最大管壁金属温度均在安全合理的范围内,且不会发生流动不稳定的现象。该研究全面评价了熔盐储热换热器运行时的安全性与可靠性,为耦合燃煤发电的熔盐储能技术提供了理论基础。 展开更多
关键词 熔盐储热换热器 熔盐侧换热系数 流量分配 压降计算
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一种新的换热单元竞争强化策略优化换热网络
11
作者 单灵海 段欢欢 +2 位作者 郑旭铭 黄晓璜 崔国民 《化工进展》 北大核心 2025年第6期3393-3404,共12页
在优化换热网络综合这一混合整数非线性问题时,作为结构变量的整型变量优化是一大难点。研究换热网络结构优化过程中的障碍,发现前期生成换热单元占据优势地位、单元之间的强耦合关系以及接受差解局限性是优化陷入局部极值的原因。为此... 在优化换热网络综合这一混合整数非线性问题时,作为结构变量的整型变量优化是一大难点。研究换热网络结构优化过程中的障碍,发现前期生成换热单元占据优势地位、单元之间的强耦合关系以及接受差解局限性是优化陷入局部极值的原因。为此,本文提出了换热单元竞争强化策略,通过间隔一定周期在结构中生成竞争换热单元,破坏网络原有稳固结构,然后进行流股换热单元热负荷再分配,来提升竞争单元生存能力和竞争能力,削弱原有结构的优势地位。并通过流股热负荷缺口设置和竞争结构的强制接受强化单元竞争来消去劣势结构,提升结构多样性和搜索域。讨论了竞争单元生成周期、竞争单元数量以及再分配比例对策略作用的影响。通过20sp和10sp算例进行验证,得到了1717757.75USD/a和5586693USD/a的结果,验证了策略的有效性。 展开更多
关键词 算法 优化设计 过程系统 换热网络优化 整型变量 换热单元竞争
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换热器网络的最优综合 被引量：2
12
作者 陈丙珍 李有润 +2 位作者 沈忠耀 何小荣 张能力 《石油炼制与化工》 CAS 1980年第12期20-26,共7页
针对炼油厂节能改造任务,运用系统分解和协调的理论,进行换热器网络的最优设计。前言节约能耗,是我国能源政策的重要内容。炼油厂一方面加工和供应能源,另一方面也是能源的巨大消费者。而常减压装置能耗约占炼油厂总能耗的1/3,因此,在... 针对炼油厂节能改造任务,运用系统分解和协调的理论,进行换热器网络的最优设计。前言节约能耗,是我国能源政策的重要内容。炼油厂一方面加工和供应能源,另一方面也是能源的巨大消费者。而常减压装置能耗约占炼油厂总能耗的1/3,因此,在该装置上降低能耗,其意义是不言而喻的。 展开更多
关键词 综合规则 入口温度 换热器 热交换器 交换器 约束条件 换热方式 热负荷 换热系统 换热流程 冷流 通用模拟系统 最优化问题 目标函数 局部最优解 最优结构
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不同齿形结构水平管内换热及压降特性研究
13
作者 陈浩南 黄理浩 +1 位作者 陶乐仁 张青 《石油化工》 北大核心 2025年第6期810-818,共9页
对4种不同内螺纹结构的测试管进行研究,分析螺旋角、齿高、齿顶角等几何参数对蒸发换热的影响,阐明了不同齿形结构对管内压降的作用机制,并对光滑管和强化管常用的传热关联式进行了验证。实验结果表明,测试管干涸前,传热系数与压降随制... 对4种不同内螺纹结构的测试管进行研究,分析螺旋角、齿高、齿顶角等几何参数对蒸发换热的影响,阐明了不同齿形结构对管内压降的作用机制,并对光滑管和强化管常用的传热关联式进行了验证。实验结果表明,测试管干涸前,传热系数与压降随制冷剂质量流量和出口蒸汽干度的增加而增大;干涸时,传热系数剧降,压降变化不大;强化管的沸腾传热系数和压降分别比光滑管高20.4%~117.2%和20.2%~118.4%,较大螺旋角增强了流体的旋流效应;较小的齿顶角对应了更大的齿间空间;更多的齿数增加了传热面积;齿高的增加带来了内表面拓展比,加剧管内流体扰动混合,传热系数和压降均有所增加;对测试管单位压降传热系数,18°螺旋角综合性能最佳,28°螺旋角增强了换热,但压降显著增加,增加了实际应用的经济成本。模拟结果显示,其中Tran关联式对于光滑管的平均绝对误差为16.7%,Gungor-Winterton和Kaew-on预测模型对于强化管的平均绝对误差分别为18.4%和18.6%。 展开更多
关键词 齿形结构 流动沸腾换热 压降 换热关联式
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微小方形通道内近超临界压力二氧化碳流动换热特性实验研究 被引量：1
14
作者 吴罗长 杨泽宇 +3 位作者 颜建国 朱旭涛 陈阳 王子辰 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1583-1594,共12页
开展超临界二氧化碳1.6 mm×1.6 mm水平方形管道内受热条件下流动换热特性的实验研究。实验参数为系统压力7.4~8.4 MPa(相对压力p/p_(cr)=1.003~1.138),质量流速500~1500 kg/(m^(2)·s),热通量100~300 kW/m^(2)。分析了热工参... 开展超临界二氧化碳1.6 mm×1.6 mm水平方形管道内受热条件下流动换热特性的实验研究。实验参数为系统压力7.4~8.4 MPa(相对压力p/p_(cr)=1.003~1.138),质量流速500~1500 kg/(m^(2)·s),热通量100~300 kW/m^(2)。分析了热工参数、浮升力和热加速效应对方管内换热特性的影响规律,根据换热曲线分布特性,将超临界CO_(2)流动换热分为类液相、类两相、类气相3个区域。实验结果表明:类两相区域时,在临界温度处平均壁温与主流温度的差值存在最小值,平均对流传热系数存在峰值。类气态区域内的换热性能较类液相区域相对减弱。浮升力使底部壁面换热得到强化,相比之下顶部壁面的换热较弱,流体热加速效应对本实验对流换热影响几乎可以忽略。通过引入表征浮升力效应的无量纲热通量q~+,提出一个适用于方形微小通道超临界CO_(2)换热关联式,预测误差范围为+20%~-20%。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 对流 换热 微通道 浮升力
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微凸结构对X形通道流动换热特性的影响
15
作者 袁鑫鑫 邓晰文 +1 位作者 邓伟 雷基林 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第7期228-237,共10页
换热管作为一种能量传输装置能提升热交换减少热损失,其中多管交叉连通的换热管在工业应用中较为常见。为了提升X形换热管的综合换热性能,采用二维仿真模型,利用Fluent软件进行数值仿真,通过在直换热管道中内置等腰梯形、矩形、前直角... 换热管作为一种能量传输装置能提升热交换减少热损失,其中多管交叉连通的换热管在工业应用中较为常见。为了提升X形换热管的综合换热性能,采用二维仿真模型,利用Fluent软件进行数值仿真,通过在直换热管道中内置等腰梯形、矩形、前直角梯形、后直角梯形以及三角形5种微凸结构研究其换热增强特性,研究发现,后直角梯形微凸结构在高径比P为0.1时,管道强化换热能力最强,直管综合换热性能评价标准最高达到1.24。在此基础上以恒定壁温353 K、入口流速为0.3~0.7 m/s的工况,研究了后直角梯形微凸结构在高径比P为0.1时,微凸间距对X形通道的换热性能影响,为预测管道夹角对换热性能的影响,对5种可能形成的夹角角度也进行了研究。研究结果表明:X形通道的换热能力与入口流速不呈正相关,在入口流速为0.5 m/s时达到最大;X形通道的换热增强能力与微凸结构布置形式有关,当微凸结构面积占计算域二维通道面积比例约为1/22时,有较强换热能力;管道夹角与入口流速综合影响其换热能力,小管道夹角在低流速状态下换热能力增强效果明显,大管道夹角在高流速状态下略有增强。当换热管夹角为115°,入口流速为0.5 m/s,间距d 1为6 mm,间距d 2为2 mm时,将产生明显的增强换热效果,综合换热性能评价标准最大达到1.84。研究结果可为多入口多出口换热管如何提升换热能力提供一定参考。 展开更多
关键词 强化换热 X形换热管 微凸结构 微凸结构间距 数值模拟
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基于广义换热网络的质量交换网络质能比拟及全局优化 被引量：1
16
作者 肖媛 陈怡 +1 位作者 刘思琪 崔国民 《化工进展》 北大核心 2025年第1期121-134,共14页
质量交换网络是过程系统高效经济回收污染物或杂质的重要途径,其中组分浓度的小尺度特征对于其求解域和全局优化性能存在一定限制。基于质量传递和能量传递比拟理论,本文假设了单位高度塔板提供有效传质的塔板质量,建立了非连续传质的... 质量交换网络是过程系统高效经济回收污染物或杂质的重要途径,其中组分浓度的小尺度特征对于其求解域和全局优化性能存在一定限制。基于质量传递和能量传递比拟理论,本文假设了单位高度塔板提供有效传质的塔板质量,建立了非连续传质的板式塔和广义换热器的比拟关系;在此基础上,将小尺度质量交换网络比拟为广义换热网络,进而采用节点非结构模型和强制进化随机游走算法对广义换热网络进行全局优化;最后,将优化所得的广义换热网络回归为质量交换网络,使其满足传质可行性约束。算例分析表明,该方法可有效拓展质量交换网络搜索空间,提升流股匹配的多样性和全局优化性能。同时,灵活调整比拟尺度和协调系数能够进一步丰富优化路径,提升最优解的质量,获得了R2S3算例和R2S2算例优于文献最优的结构。 展开更多
关键词 过程系统 质量交换网络 质能比拟 广义换热网络 全局优化 强制进化随机游走算法
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管翅一体式高温换热器强化换热研究
17
作者 刘兵 刘迎文 +1 位作者 杨启欣 王炯 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第4期161-172,201,共13页
针对当前燃气热水器管翅焊接式高温换热器换热性能不足、工艺流程复杂等问题,开展了基于铲齿工艺的无接触热阻管翅一体式换热器强化换热研究.首先,对现有管翅换热器进行了实验测试,构建了数值模型,探究了其流动与传热特性,获得了传热管... 针对当前燃气热水器管翅焊接式高温换热器换热性能不足、工艺流程复杂等问题,开展了基于铲齿工艺的无接触热阻管翅一体式换热器强化换热研究.首先,对现有管翅换热器进行了实验测试,构建了数值模型,探究了其流动与传热特性,获得了传热管与翅片的接触热阻;然后,基于数值模拟方法,对影响无接触热阻管翅一体式换热器性能的关键几何参数进行了综合分析,获得了其影响规律;最后,基于响应面法开展了无接触热阻换热器关键几何参数的多目标优化,给出了综合性能表现优异的换热器结构参数.结果表明,优化得到的无接触热阻换热器相较于原始管翅换热器,其出口烟温降低了24.8%,压降降低了49.5%,单位烟气来流面积的换热器重量降低了60.0%. 展开更多
关键词 管翅一体式 高温换热器 波纹翅片 几何参数 强化换热
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热力能源隧道毛细管网换热器性能实验研究
18
作者 王永艳 周国兵 +3 位作者 刘军 王富强 乔国刚 黄辉 《制冷学报》 北大核心 2025年第2期129-136,共8页
毛细管网换热器由于传热面积大、温度均匀等诸多优点在交通类能源隧道已有较多应用。热力能源隧道作为一种新型能源隧道因具有内热源而与交通类能源隧道差异较大,为研究毛细管网换热器在热力能源隧道应用的可行性,实验研究了吸热工况下... 毛细管网换热器由于传热面积大、温度均匀等诸多优点在交通类能源隧道已有较多应用。热力能源隧道作为一种新型能源隧道因具有内热源而与交通类能源隧道差异较大,为研究毛细管网换热器在热力能源隧道应用的可行性,实验研究了吸热工况下热力能源隧道毛细管网换热器采用1∶1间歇运行模式下的换热性能。结果表明:隧道内初始空气温度越高,毛细管网换热器的换热量越大,在循环水入口温度为5℃不变的条件下,隧道内初始空气温度和循环水入口温度温差增加10℃,换热量增加45.9%;毛细管网换热器的换热量随着循环水流速的增加而增加,流速增至0.1 m/s后,换热量变化曲线呈水平渐近线变化,换热量逐渐稳定于187.22 W/m^(2);循环水入口温度越低,换热量越大,当隧道内初始空气温度为50℃,循环水流速为0.075 m/s时,循环水入口温度每升高1℃,换热量降低2.04%。 展开更多
关键词 热力能源隧道 隧道内空气温度 毛细管网换热器 换热性能
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基于水平等尺度物理模型试验的地埋管换热性能关键影响因素
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作者 王春磊 张佳乐 +3 位作者 李玉山 何剑波 谭松成 骆进 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第2期196-205,共10页
地埋管换热性能受多种因素影响,但由于现场测试难度大、耗时长和费用较高,前人大多仅针对单一因素展开研究,缺乏对其关键因素的系统了解。提出了一种水平等尺度模型平台,该平台可多次重复测试不同影响因素对地埋管换热效果的影响,在验... 地埋管换热性能受多种因素影响,但由于现场测试难度大、耗时长和费用较高,前人大多仅针对单一因素展开研究,缺乏对其关键因素的系统了解。提出了一种水平等尺度模型平台,该平台可多次重复测试不同影响因素对地埋管换热效果的影响,在验证了水平等尺度模型可靠性的基础上,测试了三进一出型和单U型地埋管的换热效率,并进一步测试了管间距对其换热性能的影响,最后通过数值模拟分析了影响地埋管换热效率的机制。结果表明:在1.0和2.0 kW 2种功率下,与单U型地埋管相比,三进一出型地埋管的钻孔热阻分别降低了10.2%和35.9%,平均能效系数分别提高了3.4%和28.8%;当三进一出型埋管间距由60 mm增加至120 mm时,钻孔热阻降低了28.7%;管壁厚度的增大导致地埋管出口水温呈线性升高,管壁热阻也呈线性增大;扩大管间距时,出口流体温度和钻孔中心点处温度降低,这说明扩大管间距可以充分降低管间热干扰,达到提升换热效率的目的。因此,三进一出型地埋管充分利用了减薄进水管壁以减少热阻、增加出水管壁厚度以减少热损失的特点,且通过多管增大换热面积、增加管间距、减少管间热干扰等综合措施,显著提升了地埋管的整体换热效率。研究成果可为地埋管换热性能分析提供重要的实践手段,并为提升地埋管换热效率提供关键依据。 展开更多
关键词 地源热泵系统 地埋管换热器 换热性能 水平等尺度物理模型 机理研究
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基于热管与热泵直接换热式蒸发-冷凝器设计计算及性能测试
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作者 蔺维杰 岑继文 +1 位作者 Abdullah Hassan 蒋方明 《制冷学报》 北大核心 2025年第5期105-114,共10页
采用超长重力热管与热泵相结合进行中深层地热开发用于供暖具有成本低、效率高、不破坏地下水环境等优点,而热泵系统的蒸发器与重力热管冷凝段直接换热可减少换热环节,提高系统的供热效率。鉴于此,研制了U型结构蒸发-冷凝器,并通过搭建... 采用超长重力热管与热泵相结合进行中深层地热开发用于供暖具有成本低、效率高、不破坏地下水环境等优点,而热泵系统的蒸发器与重力热管冷凝段直接换热可减少换热环节,提高系统的供热效率。鉴于此,研制了U型结构蒸发-冷凝器,并通过搭建热泵与热管相结合的实验平台,研究了蒸发-冷凝器的换热性能,发现当热泵侧工质走管程时其传热系数可达2037.92 W/(m^(2)·℃)。基于均相流模型,将两相流质量、能量及动量守恒方程与管外冷凝和管内沸腾传热经验公式相结合,建立一维稳态流动蒸发-冷凝器换热计算模型。利用Python编写程序,对比模拟结果与实验数据,发现蒸发-冷凝器换热量平均计算误差为18.91%,证实了计算模型的准确性,为设计高效的蒸发-冷凝器提供了理论计算方法。 展开更多
关键词 热管-热泵直接换热 蒸发-冷凝器 双侧两相流换热 传热性能
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