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高分子中空纤维蒸发器传热过程分析

化工学报 2017年第2期68卷 594-600页

作者：韩磊刘军许凯李保安化学工程联合国家重点实验室天津300072 天津大学化工学院天津300350 天津化学化工协同创新中心天津300072 天津市膜科学与海水淡化重点实验室天津300350

蒸发器广泛应用于化工、食品等行业,传统的金属管蒸发器由于其耐酸碱腐蚀性差、表面易结垢等弱点,一定程度上限制了其应用范围,而具有优良性能的高分子中空纤维管可有效解决这些问题,具有很好的应用前景。采用自制的高分子改性中空纤维... 详细信息

蒸发器广泛应用于化工、食品等行业,传统的金属管蒸发器由于其耐酸碱腐蚀性差、表面易结垢等弱点,一定程度上限制了其应用范围,而具有优良性能的高分子中空纤维管可有效解决这些问题,具有很好的应用前景。采用自制的高分子改性中空纤维管,制备出非金属换热器,并进行了蒸发传热实验。结果表明,高分子中空纤维蒸发器的性能与料液温度有密切关系,沸腾进料时蒸发器的传热系数、产水量和热量利用率均高于低温进料;传热热阻主要集中在管外蒸汽加热侧和管壁的导热性能,当沸腾进料时管壁热阻占总传热热阻的66%以上,而管内蒸发侧传热热阻所占比重较低,均低于15.3%,且随着料液流速的增大而降低到5%以下;随着料液温度的降低,蒸发过程的传热系数、能量利用效率以及产水量均显著下降。

关键词：中空纤维蒸发器传热热传导能量利用率蒸发

CC板通道入口效应对传热特性和阻力特性的影响

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化工学报 2017年第11期68卷 4061-4068页

作者：魏晓阳王利民邓磊车得福西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

选取低Reynolds数k-ε湍流模型,采用数值模拟的方法计算了不同Reynolds数下入口效应和CC板通道单元体传热特性、阻力特性的关系。数值模拟的结果表明:入口效应的存在使得CC板通道前3个单元体的湍流强度显著变大,在第4个单元体之后入口... 详细信息

选取低Reynolds数k-ε湍流模型,采用数值模拟的方法计算了不同Reynolds数下入口效应和CC板通道单元体传热特性、阻力特性的关系。数值模拟的结果表明:入口效应的存在使得CC板通道前3个单元体的湍流强度显著变大,在第4个单元体之后入口效应对传热特性的影响可以忽略;随着Reynolds数的增加,由于CC板通道入口处湍流强度增加的程度逐渐变小,入口效应对传热效果的强化能力下降;随着Reynolds数的增加,入口段和充分发展段的摩擦阻力系数均有所下降;此外,由于入口效应的存在,CC板通道入口段的摩擦阻力系数比充分发展段高20%左右。

关键词： CC板通道入口效应传热数值模拟湍流强度摩擦阻力系数

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亲水改性超薄平板热管传热性能

化工进展 2023年第2期42卷 692-698页

作者：杨茂飞李金旺周刘伟南京航空航天大学航天学院江苏南京211106

高性能电子器件的发展需要厚度更薄、传热性能更高的传热装置。热管依靠内部工质相变潜热来传递热量,具有热导率高、均温效果好等特点,广泛应用于电子器件的散热。本文制作了厚度为0.6mm的超薄平板热管,热管壳体内部和铜丝网均作亲水改... 详细信息

高性能电子器件的发展需要厚度更薄、传热性能更高的传热装置。热管依靠内部工质相变潜热来传递热量,具有热导率高、均温效果好等特点,广泛应用于电子器件的散热。本文制作了厚度为0.6mm的超薄平板热管,热管壳体内部和铜丝网均作亲水改性处理,丝网加工出蒸汽通道来实现气液共面以降低流动阻力。搭建热管性能测试平台,在自然对流冷却条件下研究去离子水、乙醇两种工质和不同充液率对超薄平板热管传热性能的影响。结果表明:经过化学改性改善了管壳和铜丝网对去离子水的浸润性,同时提高了铜丝网的毛细力,亲水改性后去离子水热管热导率相比改性前提升了19.53%;两种工质填充的热管的最佳充液率都是1.0,在控制蒸发段最高温度小于80℃的情况下允许输入的最大功率为6W;去离子水填充的热管表现出更好的热性能。

关键词：超薄平板热管改性充液率传热性能传热

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液滴撞击振动壁面传热特性影响的数值研究

工程热物理学报 2024年第8期45卷 2466-2474页

作者：胡定华朱劭恺于坤洋李强南京理工大学能源与动力工程学院南京210094 中国人民解放军93126部队北京100084

随着车载、机载等交通输运系统电子设备散热需求的不断提高,喷雾冷却的应用领域逐渐增加、应用环境逐渐复杂,确定振动对喷雾冷却传热过程的影响有重要意义。基于VOF方法和动网格模型,建立了液滴撞击垂直振动壁面的数值模型,研究了壁面... 详细信息

随着车载、机载等交通输运系统电子设备散热需求的不断提高,喷雾冷却的应用领域逐渐增加、应用环境逐渐复杂,确定振动对喷雾冷却传热过程的影响有重要意义。基于VOF方法和动网格模型,建立了液滴撞击垂直振动壁面的数值模型,研究了壁面振动速度变化形式和振动参数变化对传热过程的影响。结果表明:对于方波、余弦波和三角波三种不同振动速度变化形式,在相同最大速度和周期下,壁面速度余弦波变化在最大速度较小时液滴有最高的传热能力;随着振幅和频率的增加,壁面振动先后通过改变接触面积和接触时间影响传热;振幅和频率较小时,壁面振动对传热有抑制作用,随振幅和频率的增大传热逐渐增强,频率过大时,虽然撞击点处温度降低但总传热能力减小。

关键词：液滴撞击壁面振动传热数值模拟

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鼓泡浆态反应器的传热研究

化学反应工程与工艺 1989年第3期5卷 45-52页

作者：周立张碧江曹翼卫中国科学院山西煤炭化学研究所

在内径为98 mm 的鼓泡浆态反应器内,研究了浸没表面与浆液之间的传热特性。在实验的条件下,模拟了浆态床 F—T 合成的操作。三相体系为氮气-液体石腊-石英砂所组成。实验中考察了不同因素对传热模系数的影响。采用95组实验数据进行关联... 详细信息

在内径为98 mm 的鼓泡浆态反应器内,研究了浸没表面与浆液之间的传热特性。在实验的条件下,模拟了浆态床 F—T 合成的操作。三相体系为氮气-液体石腊-石英砂所组成。实验中考察了不同因素对传热模系数的影响。采用95组实验数据进行关联,建立了新的传热模系数关联式:h/u_GρC_P=0.179[(u_G)~3ρ/ug]^(-0.25)(C_Pu/k)^(-0.66)该方程适用于气—液两相体系及小粒子三相浆态体系。

关键词：鼓泡塔传热

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

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哈尔滨工业大学学报 2022年第6期54卷 147-155页

作者：麻宏强刘叶敏厚彩琴王刚罗新梅贾继伟李春娥兰州理工大学土木工程学院兰州730050 华东交通大学土木建筑学院南昌330013

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析... 详细信息

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明:由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力损失沿盘管高度变化较小,在换热盘管空气进口过渡区压力损失最大。上述研究成果,为外掠交错管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降性能设计提供理论依据。

关键词：蒸发冷却水膜传热传质压降管束欧拉-拉格朗日

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活体动物运输车厢空气流动及传热特性模拟与优化

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农业工程学报 2016年第20期32卷 223-228页

作者：蔡之钰游田李先庭镇江康飞机器制造有限公司镇江212132 清华大学建筑技术科学系北京100084

近年来,随着科技发展和生活水平提高,活体动物的运输量越来越大。特种运输车辆增设通风空调系统可改善运输过程中活体动物的生存环境。但国内现有活体运输车中普遍存在气流组织不合理的问题,导致车厢内局部气温过高或过低,动物存活率低... 详细信息

近年来,随着科技发展和生活水平提高,活体动物的运输量越来越大。特种运输车辆增设通风空调系统可改善运输过程中活体动物的生存环境。但国内现有活体运输车中普遍存在气流组织不合理的问题,导致车厢内局部气温过高或过低,动物存活率低、车辆装载量少。该文以兔子运输车为例,利用CFD软件模拟分析了现有车厢内空气流动和传热状况,并提出风口优化布置原则：将回、排风口置于高温区域,提高回、排风温度。研究表明,现有车厢内气流短路现象严重,车内最高温度超出设计温度范围3.20℃,且约21%的兔笼超温;优化布置的风口可明显改善车厢内空气温度分布;所有兔笼温度均保持21.05~29.20℃以内,满足设计要求。该工作对活体动物运输车的设计和生产具有指导意义。

关键词：传热温度优化活体动物运输数值模拟温度场

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棒束通道中格架对传热影响的实验研究

原子能科学技术 2019年第4期53卷 648-653页

作者：干富军刘达顾汉洋朱丽兵上海核工程研究设计院有限公司上海200233 上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国核科技信息与经济研究院北京100037

针对格架下游传热问题,开展了格架对5×5棒束通道中传热影响的实验研究,实验Re约为1 000～30 000,浮升力参数Bo~*为2×10^(-7)～3×10^(-3)。观察实验结果发现,格架下游传热与浮升力参数存在较强关联,当浮升力参数较大时,格架下游传热... 详细信息

针对格架下游传热问题,开展了格架对5×5棒束通道中传热影响的实验研究,实验Re约为1 000～30 000,浮升力参数Bo~*为2×10^(-7)～3×10^(-3)。观察实验结果发现,格架下游传热与浮升力参数存在较强关联,当浮升力参数较大时,格架下游传热较复杂,且不同于人们以往对格架下游传热的认识。通过对实验数据分析,提出了新的预测格架下游传热的经验关系式,此关系式考虑了浮升力对格架下游传热的影响,且能较好地对格架下游传热进行预测。

关键词：格架棒束传热浮升力

倾角及加热功率对乙烷脉动热管传热性能的影响

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化工学报 2019年第4期70卷 1383-1389页

作者：陈曦林毅邵帅上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

为了研究脉动热管在中低温区的传热性能,设计了一台乙烷脉动热管,采用低温Stirling制冷机为冷源。实验研究了在不同温区范围内,加热功率和倾角两个因素对乙烷脉动热管传热性能的影响。研究结果显示:在-40℃和-70℃温区,当倾角小于45°时... 详细信息

为了研究脉动热管在中低温区的传热性能,设计了一台乙烷脉动热管,采用低温Stirling制冷机为冷源。实验研究了在不同温区范围内,加热功率和倾角两个因素对乙烷脉动热管传热性能的影响。研究结果显示:在-40℃和-70℃温区,当倾角小于45°时,倾角对传热温差的影响较小,而倾角在45°～90°之间时,随着倾角的增大,传热温差呈明显上升趋势。在较低加热功率下,倾角对传热温差的影响较小,在较高加热功率时,倾角对传热温差的影响较大。实验还发现在同一倾角下,随着加热功率的增加,传热温差逐渐增大,传热热阻呈现出先减小后增大的趋势。

关键词：烷烃脉动热管加热功率倾角传热