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空冷器翅片结构对冷却性能的影响研究

模具制造 2024年第4期24卷 121-123页

作者：王震宇国家能源集团煤制油内蒙古鄂尔多斯017209

空冷器作为热交换设备的重要组成部分,在工业和机械系统中发挥着关键作用。旨在深入探讨空冷器翅片结构对冷却性能的影响,进而为空冷器翅片结构设计提供一定的参考。介绍了空冷器翅片的基本原理及其在空冷器中的作用,在此基础上,进一步... 详细信息

空冷器作为热交换设备的重要组成部分,在工业和机械系统中发挥着关键作用。旨在深入探讨空冷器翅片结构对冷却性能的影响,进而为空冷器翅片结构设计提供一定的参考。介绍了空冷器翅片的基本原理及其在空冷器中的作用,在此基础上,进一步探讨了空冷器的冷却性能评估指标,并进一步分析了空冷器翅片结构对冷却性能的影响,进而为空冷器翅片结构的优化设计提供一定的参考。

关键词：空冷器翅片结构冷却性能

翅片结构和PCM物性参数对储能电炉蓄热过程影响数值分析

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热能动力工程 2020年第11期35卷 114-121页

作者：卢昌燊李正贵王倩蓉刘小兵西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

为研究翅片结构和PCM物性参数对储能电炉蓄热过程的影响,选择四元混合硝酸盐,采用焓-多孔介质模型对蓄热单元进行仿真计算。首先设计了5组不同类型的仿生翅片,分别为矩形、树枝型、混合型、T型和矩形,通过计算分析得T型翅片强化换热能... 详细信息

为研究翅片结构和PCM物性参数对储能电炉蓄热过程的影响,选择四元混合硝酸盐,采用焓-多孔介质模型对蓄热单元进行仿真计算。首先设计了5组不同类型的仿生翅片,分别为矩形、树枝型、混合型、T型和矩形,通过计算分析得T型翅片强化换热能力较强且有较宽的熔化前沿,相比的于无翅片,T型翅片使总蓄热时间缩短了53.2%,并且改善了储能器内流场的分布。其次,PCM物性参数对蓄热过程的影响:密度依次增加759 kg/m^3时,熔化时间分别增加了30.7%,25.7%和14.3%;导热率依次增大0.5 W/(m·K)时,熔化时间依次减少25.6%,42.1%,47.6%和48.3%;比热容依次增加465 J/(g·K)时,蓄热时间分别增加25.0%,17.1%和8.9%;潜热依次增加177 J/g时,蓄热时间分别增加28.6%,13.5%和9.5%。

关键词：相变蓄热翅片结构物性参数强换换热

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翅片结构对超汽化结构换热性能影响的研究

核聚变与等离子体物理 2019年第1期39卷 48-54页

作者：刘琦毛世峰王忠伟刘旭峰叶民友中国科学技术大学物理学院合肥230027 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

基于计算流体动力学软件ANSYS CFX,利用非均相流欧拉-欧拉模型耦合RPI(伦斯勒理工大学)沸腾模型开展超汽化冷却结构的过冷沸腾两相流模拟,比较不同翅片结构对超汽化结构换热性能的影响。研究发现在高热流量条件下三角形翅片结构的换热... 详细信息

基于计算流体动力学软件ANSYS CFX,利用非均相流欧拉-欧拉模型耦合RPI(伦斯勒理工大学)沸腾模型开展超汽化冷却结构的过冷沸腾两相流模拟,比较不同翅片结构对超汽化结构换热性能的影响。研究发现在高热流量条件下三角形翅片结构的换热性能优于矩形翅片结构:其中顺流4×3三角形翅片结构总体换热性能最好;矩形4×3翅片结构受流速影响较大,由于翅片的阻碍作用使得流速越来越低,换热性能越来越差;逆流4×3三角形翅片结构由于其翅片间的腔小,并且逆流翅片对主流的破坏使得腔内流体保持着很大的湍度,所以翅片区有很好的换热性能,但由于逆流翅片对流体阻碍作用大,小槽内流体速度越来越低,使得远离翅片区的侧边换热性能逐渐变差。

关键词：偏滤器翅片结构高热流量超汽化计算流体动力学

翅片结构对翅片管换热器积灰与压降影响的实验研究

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制冷学报 2017年第1期38卷 1-7页

作者：唐家俊詹飞龙胡海涛丁国良庄大伟上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240

积灰对具有不同翅片结构的翅片管换热器均会造成长效性能的衰减。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,研究了翅片结构对积灰量及积灰后空气侧压降的影响。测试样件的翅片类型包括平直翅片、波纹翅片和开窗翅片;翅片间距范围为1.3~1.8 mm... 详细信息

积灰对具有不同翅片结构的翅片管换热器均会造成长效性能的衰减。本文搭建了换热器积灰可视化实验台,研究了翅片结构对积灰量及积灰后空气侧压降的影响。测试样件的翅片类型包括平直翅片、波纹翅片和开窗翅片;翅片间距范围为1.3~1.8 mm。实验结果表明:开窗翅片管换热器表面最容易沉积粉尘并增大积灰后压降,与平直翅片相比,波纹翅片和开窗翅片表面粉尘沉积量分别提高了25.6%和52.8%、积灰后压降增量分别提高了44.4%和165.6%;对于开窗翅片,小翅片间距有利于积灰并增大积灰后压降,与翅片间距1.8 mm的样件相比,翅片间距1.5 mm和1.3 mm的样件表面粉尘沉积量分别提高了26.2%和43.2%、积灰后压降增量分别提高了24.1%和49.4%;在积灰过程中,随着粉尘沉积量的增加,翅片管换热器空气侧压降先增大后保持稳定。

关键词：翅片管换热器粉尘沉积压降翅片结构实验研究

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相变储热单元翅片结构优化及传热特性研究

相变储热单元翅片结构优化及传热特性研究

作者：陈晓宇山东大学

学位级别：硕士

面对日益严峻的能源问题,优化能源消费结构,节能减排、提高能源利用率,坚持可持续能源发展道路势在必行。我国低温余热资源丰富,将其回收利用是提高能源利用率的重要举措,但是跨区域、跨季节利用的成本较高,且技术难度较大。而储热技术... 详细信息

面对日益严峻的能源问题,优化能源消费结构,节能减排、提高能源利用率,坚持可持续能源发展道路势在必行。我国低温余热资源丰富,将其回收利用是提高能源利用率的重要举措,但是跨区域、跨季节利用的成本较高,且技术难度较大。而储热技术能够有效解决热能供求在时间和空间上不匹配的矛盾,相变储热技术是储热技术中最有发展前景的技术之一,它具有储热密度大,结构紧凑,设计灵活,工作温度近似恒定等优点。但是其相变材料导热系数较低,工程应用大多采取添加翅片的手段强化传热,因此相变储热单元的翅片结构优化设计至关重要,直接影响系统的强化传热效果。基于此,本文以相变储热技术回收利用低温余热为背景,将水平放置的带有纵向翅片的管壳式相变储热单元作为研究对象。设计了一种新型翅片结构,对其内部结构进行不同方法的优化设计。通过数值模拟法和实验法研究分析了相变材料(PCM)熔化过程的相变传热特性和流体参数对传热性能的影响规律,并验证分析了数值模拟和翅片结构优化的合理可靠性。主要研究内容及结论为:本文首先对纵向矩形、锥形和T形翅片换热结构与光管(无翅片)换热结构分别进行数值模拟研究,翅片高度和面积保持相同,以RT35为相变材料。模拟结果发现壳体上部分PCM熔化速率最快,壳体底部区域的PCM最难熔化;新型T形翅片结构传热性能最佳,PCM液相率最高是光管换热结构的4.5倍。随后对T形翅片结构进行了仿生构造优化设计,发现双T型翅片结构传热性能最佳。并对其进行正交实验优化设计和RSM优化设计,分析得出了翅片结构参数对传热过程的影响程度:翅片总高度H>翅片T形长宽比L/W>翅片末端高度H3>双T高之比H1/H2。此外,RSM优化结构传热性能表现最佳。进一步研究分析了 RSM优化结构的翅片布置方向、夹角和组合以及流体温度对传热过程的影响,发现反向放置时PCM熔化速率更快,壳体下部的翅片夹角对PCM熔化过程影响更加强烈;多占用0.8%空间的正向-组合翅片的PCM液相率比其原始结构最大可提升16.4%,此外,PCM相变传热性能随着流体温度的增加几乎呈比例提升。最后通过实验研究验证了数值模拟和翅片结构优化的合理可靠性,研究分析认为相变储热单元的传热性能随着流体温度和流量的增加而提升,且流体的温度对储热单元传热性能的影响远超于流体流量。正向放置-组合翅片的PCM熔化总时间最少,相比原始-T形翅片结构减少了 45%;平均储热功率最大,相比原始-T形结构增加了 42.8%。

关键词：相变储热强化传热翅片结构优化设计数值模拟

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翅片结构对灰渣颗粒混合效应的影响

中国粉体技术 2022年第1期28卷 138-146页

作者：何涛王佳何庆中廖伯权四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾644007

采用EDEM软件,模拟循环流化床锅炉冷渣管分别采用无翅片、直翅片、直角翅片、大弯角翅片时灰渣颗粒的混合效应;对比分析不同时刻灰渣颗粒的混合指数、单个粒子的循环运动特性以及管壁棱角处颗粒的混合状态。结果表明:在快速混合阶段,直... 详细信息

采用EDEM软件,模拟循环流化床锅炉冷渣管分别采用无翅片、直翅片、直角翅片、大弯角翅片时灰渣颗粒的混合效应;对比分析不同时刻灰渣颗粒的混合指数、单个粒子的循环运动特性以及管壁棱角处颗粒的混合状态。结果表明:在快速混合阶段,直角翅片与大弯角翅片的灰渣颗粒混合指数变化更剧烈,混合时间为20 s时,无翅片、直翅片、直角翅片、大弯角翅片的灰渣颗粒混合指数依次为0.38、 0.41、 0.43、 0.46;在稳定混合阶段,管壁棱角处的混合效应按无翅片、直翅片、直角翅片、大弯角翅片顺序依次增大;从单个颗粒的运动轨迹来看,直角翅片对单个运动颗粒的提升高度最高,但大弯角翅片对单个运动颗粒的提升次数最多;改变翅片结构能明显提高灰渣颗粒混合效应,大弯角翅片结构的混合效应最好。

关键词：翅片结构冷渣管灰渣颗粒混合效应混合指数