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车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究 被引量：2
1
作者 杨佳琪 曹元福 +1 位作者 姜涛 李明佳 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期138-145,共8页
针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了... 针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了已有换热器的传热与流动特性;然后,基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型,获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式,同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型;最后,结合非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)以及传热与流动阻力综合性能评价图,开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究,给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明:优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%,综合性能评价因子增加了10.7%,整机质量减少了18.2%,实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案,对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。 展开更多
关键词 车载紧凑式换热器 锯齿型翅片 综合性能评价图 遗传算法 综合性能优化
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错列翅片换热器表面换热及阻力特性数值研究 被引量：15
2
作者 张战 魏琪 候海焱 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2002年第2期39-42,共4页
在中低雷诺数情况下 ,应用SIMPLE算法对紧凑式错列翅片换热器表面的传热及流动阻力进行数值模拟 将模拟结果与实验数据和经验关联式相比较 ,吻合较好 ,表明此算法是是可行的 数值计算的结果表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性 。
关键词 紧凑式错列翅片换热器 对流换热 数值模拟 SIMPLE算法 表面换热 阻力特性
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管壳式换热器换热管强化传热研究 被引量：3
3
作者 陈增良 徐伟胜 +4 位作者 丁晨 阮晓 吴哲 王琦超 洪炳沅 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2024年第4期19-30,共12页
研究了油库夏季高温导致的油气回收工艺中吸附罐回收率低、吸收塔解吸效率低、油气回收系统能耗过高以及安全隐患较多等问题。将温度较低的地下水作为冷却水,从实践的角度构建多种强化传热结构的管壳式换热器并采用CFD的方法对其热力学... 研究了油库夏季高温导致的油气回收工艺中吸附罐回收率低、吸收塔解吸效率低、油气回收系统能耗过高以及安全隐患较多等问题。将温度较低的地下水作为冷却水,从实践的角度构建多种强化传热结构的管壳式换热器并采用CFD的方法对其热力学与水力学性能进行多方面探究。结果表明当油气在管壳式换热器壳程中流动时,热流可以获得更好的冷却效果;油气在壳程流动时,CIRF型换热管具有最佳的热力学性能,RAW型换热管具有最佳的水力学性能。综合油气回收工况与计算结果配置CIRF型换热管的管壳式换热器在油气回收工艺中有着较强的适用性,其可以在有效提高油气的冷却效果的同时兼顾换热器的水力学性能。 展开更多
关键词 油气回收 CFD 管壳式换热器 翅片 强化传热
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物流分配的不均匀性对紧凑式换热器效能的影响 被引量：22
4
作者 焦安军 厉彦忠 +2 位作者 张瑞 郭航 陈纯正 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期265-269,共5页
以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,... 以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,前者为研究物流分配不均匀引起换热器效能的下降提供了一种分析计算方法 ,后者为控制实验研究的精度提供了理论依据 .研究结论对换热器的优化设计具有重要意义 . 展开更多
关键词 紧凑式换热器 流体分配 优化设计 不均匀性 换热效能 连续模型 离散模型
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翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展——实验研究 被引量：30
5
作者 刘建 魏文建 +1 位作者 丁国良 张春路 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期25-30,共6页
概述目前国内外空调制冷行业中普遍采用的几种不同翅片类型 (平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片 )的换热特性和压降特性的实验研究进展 ,通过对这几种翅片类型换热及压降特性的介绍和分析 。
关键词 翅片管式换热器 换热特性 压降特性 性能 气流
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翅片管式换热器换热与压降特性的实验研究进展——关联式 被引量：24
6
作者 刘建 魏文建 +1 位作者 丁国良 张春路 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期21-27,共7页
概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型 (平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片 )的换热及压降实验关联式及其影响因素 ,并对翅片的性能评价指标进行了介绍。正确地选用实验关联式及性能指标 ,将对翅片管式... 概述目前国内外空调制冷行业中的普遍采用的几种不同翅片类型 (平直翅片、波纹形、条缝形翅片、百叶窗形翅片 )的换热及压降实验关联式及其影响因素 ,并对翅片的性能评价指标进行了介绍。正确地选用实验关联式及性能指标 ,将对翅片管式换热器的优化设计及其制造提供可靠的依据。 展开更多
关键词 翅片管式换热器 压降特性 换热特性 空调 性能指标 关联式
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循环流化床锅炉紧凑式分流回灰换热器的试验研究 被引量：25
7
作者 孙献斌 李志伟 +3 位作者 时正海 党黎军 王智微 肖平 《中国电力》 CSCD 北大核心 2006年第7期27-30,共4页
外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制... 外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制循环灰的分流量,同时兼有循环灰的冷却和回送功能,且为整体化结构。在一台4MW循环流化床热态试验台上对紧凑式分流回灰换热器的分流、调节、传热特性进行了系统的试验研究,并建立了传热计算模型,可用于实际锅炉的设计,为实现锅炉的模型化设计奠定了基础。研究结果可用于指导国产200MWCFB锅炉的设计。 展开更多
关键词 循环流化床锅炉 紧凑式分流回灰换热器 换热系数
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强制对流翅片管式换热器结霜性能的研究 被引量：10
8
作者 张兴群 袁秀玲 +1 位作者 黄东 陈蕴光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期353-356,共4页
建立了恒流条件下的强制对流翅片管式换热器的结霜模型,并用实验结果验证了模型的可靠性.将结霜模型和风机性能曲线联合起来考虑,在更加切合实际的情况下,模拟了换热器在结霜工况下的热力性能.研究发现,换热器结霜引起了翅片效率、空气... 建立了恒流条件下的强制对流翅片管式换热器的结霜模型,并用实验结果验证了模型的可靠性.将结霜模型和风机性能曲线联合起来考虑,在更加切合实际的情况下,模拟了换热器在结霜工况下的热力性能.研究发现,换热器结霜引起了翅片效率、空气流通率及翅片性能的显著降低,同时还伴随着空气侧压力降上升.讨论了改变风机类型、翅片间距以及翅片厚度在内的几种设计参数对结霜性能的影响. 展开更多
关键词 翅片管式换热器 结霜工况 性能
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新型扩散焊紧凑式换热器 被引量：20
9
作者 陈永东 于改革 吴晓红 《压力容器》 2016年第5期46-55,共10页
相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、... 相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、机械设计和应用等方面,系统地介绍了国外扩散焊紧凑式换热器最新研究成果。扩散焊接头的高温蠕变试验表明,其总塑性应变明显高于供货态母材和普通焊接接头;扩散焊接头具有良好的延展性和耐高温性能。基于氦气-水和氦气-氦气的试验系统,研究得出了不同流动通道参数下的传热因子和阻力因子的准则方程。还介绍了基于ASME Code对扩散焊紧凑式换热器简化结构的机械设计方法。目前,扩散焊紧凑式换热器广泛应用于海洋平台油气处理、天然气浮式气化装置、浮式天然气液化装置等海洋工程领域,并且在新一代核反应堆换热技术中呈现出潜在的应用前景。 展开更多
关键词 扩散焊 紧凑式换热器 结构 材料 力学性能 热力设计 机械设计 应用
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基于遗传算法的非对称翼形翅片印刷电路板式换热器优化设计 被引量：16
10
作者 王丹 李家港 +2 位作者 潘康 王珂 刘遵超 《压力容器》 北大核心 2023年第7期36-46,共11页
为了研究结构参数和入口雷诺数对非对称翼形翅片印刷电路板式换热器(PCHE)性能的影响,首先基于计算流体力学对简化的非对称翼形翅片PCHE进行三维数值模拟,通过拟合计算结果得出了误差分别在10%和13%以内的努塞尔数Nu和摩擦系数f的经验... 为了研究结构参数和入口雷诺数对非对称翼形翅片印刷电路板式换热器(PCHE)性能的影响,首先基于计算流体力学对简化的非对称翼形翅片PCHE进行三维数值模拟,通过拟合计算结果得出了误差分别在10%和13%以内的努塞尔数Nu和摩擦系数f的经验准则式;然后,采用一维分析方法来计算全尺寸PCHE(不对换热器模型进行简化)的体积、换热量和压降等参数;最后,将全尺寸PCHE单位体积的换热量(Q/V)和总压降(Δ_(p))作为目标函数,将翅片横向间距、翅片厚度和入口雷诺数作为设计变量,结合NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化设计。研究结果表明,与翅片横向距离为4.8 mm时相比,当翅片横向距离为3 mm时,换热器的Q/V最大可增加88.7%,Δ_(p)最大可增加178.6%;与翅片厚度为0.6 mm时相比,当翅片厚度为2.4 mm时,换热器的Q/V最大可增加76.5%,Δ_(p)最大可增加93.9%;与本文所研究的其他结构参数的非对称翼形翅片PCHE综合对比,使用NACA8540翼形翅片的PCHE具有最佳的性能。所得结论对于非对称翼形翅片PCHE的应用具有一定指导意义。 展开更多
关键词 非对称翼形翅片 遗传算法 印刷电路板式换热器(PCHE) 一维分析 多目标优化设计
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翅片管式换热器空气侧流动及换热性能的数值模拟 被引量：6
11
作者 陈彪 余敏 +1 位作者 龙时丹 王晓阳 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第4期307-311,共5页
借助CFD软件对3种不同类型的翅片管式换热器（平直翅片、均匀波纹翅片和倾角渐增波纹翅片）的流动传热性能进行了三维数值模拟计算，得出了在不同入口风速下各流域中心面的温度场、压力场和速度场分布图，计算出各翅片表面在不同风速下... 借助CFD软件对3种不同类型的翅片管式换热器（平直翅片、均匀波纹翅片和倾角渐增波纹翅片）的流动传热性能进行了三维数值模拟计算，得出了在不同入口风速下各流域中心面的温度场、压力场和速度场分布图，计算出各翅片表面在不同风速下的平均传热系数和阻力系数，并与相关实验数据对比，证明该数值模拟的正确性．研究结果表明，倾角渐增波纹翅片的平均努谢尔数比平直翅片的高13．8％～29．3％，比均匀波纹翅片的高5．5％～10．3％，其强化传热效果显著． 展开更多
关键词 翅片管式换热器 数值模拟 传热系数 阻力系数
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紧凑式换热器的设计及综合性能分析软件 被引量：2
12
作者 胡忠霞 崔晓钰 +2 位作者 李美玲 马虎根 任禾盛 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第5期477-484,共8页
开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能... 开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能.并建立了包括工质物性、材料物性、70多种紧凑式换热器型面的结构参数以及无量纲摩擦因子f、传热因子j的数据库,该软件操作简便,运行稳定,可大大缩短换热器设计时间. 展开更多
关键词 紧凑式换热器 软件包 面向对象 模块
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湿工况下翅片管式换热器中刘易斯因子的数值研究 被引量：2
13
作者 韩维哲 丁国良 +1 位作者 胡海涛 庄大伟 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期46-51,共6页
刘易斯因子是反映湿工况下空气侧热质传递特性的重要参数。在此提出了可计算湿工况下翅片侧刘易斯因子的数值模型和适用于工程应用的关联式,通过建立相间传质数值模型、潜热传递数值模型,利用CFD分别计算出空气侧的热质传递系数,从而求... 刘易斯因子是反映湿工况下空气侧热质传递特性的重要参数。在此提出了可计算湿工况下翅片侧刘易斯因子的数值模型和适用于工程应用的关联式,通过建立相间传质数值模型、潜热传递数值模型,利用CFD分别计算出空气侧的热质传递系数,从而求得刘易斯因子的数值解。利用数值仿真方法分析了翅片管换热器结构和运行工况对刘易斯因子的影响和已有热质传递类比关系的适用性;同时采用刘易斯因子的数值计算结果拟合得到关联式。传热和传质数值计算结果和实验的相对误差分别为6.93%和12.1%;关联式与数值模型之间的相对误差为5.52%。该数值模型有足够的精度与适用面,所得关联式可代替数值模型。 展开更多
关键词 热工学 刘易斯因子 数值仿真 热质传递 类比关系 翅片管式换热器
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翅片管式换热器表面结霜特性的数值分析和实验研究 被引量：5
14
作者 赖建波 臧润清 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期49-53,共5页
换热器表面结霜会增加传热热阻和流动阻力 ,为了合理确定融霜周期 ,必须对其结霜特性做深入地了解。本文采用了数值求解方法预测了翅片管式换热器的结霜量和霜层密度的变化过程。翅片管结霜是一个瞬变问题 ,为了计算方便 ,将其简化为准... 换热器表面结霜会增加传热热阻和流动阻力 ,为了合理确定融霜周期 ,必须对其结霜特性做深入地了解。本文采用了数值求解方法预测了翅片管式换热器的结霜量和霜层密度的变化过程。翅片管结霜是一个瞬变问题 ,为了计算方便 ,将其简化为准稳态过程 ,即在时间步长内 ,认为该过程是稳定的 ,然后把所得的霜层厚度以及霜层的表面温度作为下一时间步长内传热传质的边界条件。在研究中考虑了霜层阻力引起风量下降这一因素 ,计算结果与翅片管式换热器结霜的实际工况相符。 展开更多
关键词 翅片管式换热器 表面结霜 数值分析 传热热阻 流动阻力 融霜周期
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翅片管式换热器表面结霜特性的数值分析和实验研究 被引量：5
15
作者 赖建波 臧润清 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期8-11,共4页
换热器表面结霜会增加传热热阻和流动阻力 ,为合理确定融霜周期 ,必须对其结霜特性作深入的了解。文中采用了数值求解方法预测了平翅翅片管式换热器的结霜量和霜层密度的变化过程。翅片管结霜是一个瞬变问题 ,为了计算方便 ,将其简化为... 换热器表面结霜会增加传热热阻和流动阻力 ,为合理确定融霜周期 ,必须对其结霜特性作深入的了解。文中采用了数值求解方法预测了平翅翅片管式换热器的结霜量和霜层密度的变化过程。翅片管结霜是一个瞬变问题 ,为了计算方便 ,将其简化为准稳态过程 ,即在时间步长内 ,认为该过程是稳定的 ,然后把所得的霜层厚度以及霜层的表面温度作为下一时间步长内传热传质的边界条件。在研究中考虑了霜层阻力引起风量下降这一因素 。 展开更多
关键词 平翅翅片管式换热器 表面 结霜 数值分析 传热热阻 流动阻力 融霜周期 准稳态过程 热工学
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紧凑型板壳式换热器导流结构优化设计 被引量：2
16
作者 刘敏珊 孙爱芳 董其伍 《压力容器》 北大核心 2006年第8期32-35,共4页
对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与... 对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与优化设计技术相结合,介绍了基于ANSYS-APDL的优化过程,以流体不均匀性最小为优化目标,建立合理的优化数学模型,获得最优化结构设计。 展开更多
关键词 导流筒 优化设计 紧凑型板壳式换热器 流体动力学分析
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紧凑式换热器性能瞬变测试的非线性参数估计 被引量：1
17
作者 任禾盛 华贵贤 +1 位作者 崔晓钰 马虎根 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第5期473-478,共6页
提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的... 提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的数值仿真实验表明,参数估计值具有良好的精度. 展开更多
关键词 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计
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等焓加湿翅片管式换热器与房间空调器性能的实验研究 被引量：1
18
作者 吕金虎 巨小平 +2 位作者 李金成 陈嘉澍 叶俊 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期28-32,共5页
针对等焓加湿翅片管式换热器和房间空调器的性能进行了实验研究。以热水作为被冷却介质,对换热器进行了对比实验研究,在不同环境温度下测量了原换热器换热量和淋水量为0.053kg/s下填料厚度分别为50mm、65mm、80mm和100mm时换热器的换热... 针对等焓加湿翅片管式换热器和房间空调器的性能进行了实验研究。以热水作为被冷却介质,对换热器进行了对比实验研究,在不同环境温度下测量了原换热器换热量和淋水量为0.053kg/s下填料厚度分别为50mm、65mm、80mm和100mm时换热器的换热量。对等焓加湿房间空调器性能进行了对比实验研究。研究结果表明:等焓加湿可提高翅片管式换热器的冷却效果,且随着环境温度的增大,换热量增幅也增大;等焓加湿换热器的风量随填料厚度的增加而减小;淋水密度的大小决定了填料的湿润程度,在淋水量为0.053kg/s时,100mm厚填料的表面刚好完全湿润;在室外侧空气干球温度为35℃、湿球温度为24℃,室内侧空气干球温度为27℃、湿球温度为19.5℃时,等焓加湿房间空调器的能效比EER值提高了15.3%。 展开更多
关键词 热工学 实验研究 等焓加湿 翅片管式换热器 房间空调器
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低压条件下紧凑式顺排管束满液型蒸发换热器的强化换热特性研究 被引量：1
19
作者 刘振华 廖亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期146-150,共5页
提出了一种新型紧凑式顺排光滑管束组成的满液式蒸发换热器。在低压条件下对水平光滑顺排管束的小空间内沸腾强化换热特性进行了实验研究,确认了管距、管位置和运行压力对强化换热性能的影响。实验表明存在一个能得到最大强化换热效果... 提出了一种新型紧凑式顺排光滑管束组成的满液式蒸发换热器。在低压条件下对水平光滑顺排管束的小空间内沸腾强化换热特性进行了实验研究,确认了管距、管位置和运行压力对强化换热性能的影响。实验表明存在一个能得到最大强化换热效果的最佳管距,这一最佳管距接近沸腾气泡的脱离直径。压力对强化换热效果也有重要影响:随着压力降低,强化换热效果也逐步减弱。实验结果对高效节能型蒸发换热器设计提供了设计基础。 展开更多
关键词 蒸发换热器 强化换热 沸腾 紧凑式管束
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紧凑式换热器表面瞬变测试的敏感性分析和数值模拟 被引量：1
20
作者 任禾盛 郝桂梅 华贵贤 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期227-232,共6页
提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Nt... 提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Ntu进行参数估计。敏感性分析和具有测量噪声的数值模拟实验表明,待求的反映换热面传热性能的Ntu参数估计值具有良好的精度。 展开更多
关键词 工程热物理 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计
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