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熔盐与亚临界汽/水在管壳换热器中传热特性实验研究

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太阳能学报 2023年第12期44卷 489-496页

作者：董新宇陈梦淑刘璐华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

以太阳盐(Solar Salt)为工质,实验研究熔盐与过热蒸汽/亚临界水在管壳式换热器中的流动传热特性,并开展管侧及壳侧流量、入口温度、压强等参数对熔盐流动传热的敏感性研究。实验结果表明,熔盐入口温度对其传热规律影响较大。根据传热相... 详细信息

以太阳盐(Solar Salt)为工质,实验研究熔盐与过热蒸汽/亚临界水在管壳式换热器中的流动传热特性,并开展管侧及壳侧流量、入口温度、压强等参数对熔盐流动传热的敏感性研究。实验结果表明,熔盐入口温度对其传热规律影响较大。根据传热相似原理,获得熔盐与单相汽、水传热的修正关联式,其与实验值的最大偏差分别为±10%,-15%。

关键词：溶盐汽/水管壳式换热器传热特性关联式

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螺旋管内饱和流动沸腾传热系数关联式分析

工程热物理学报 2023年第1期44卷 106-111页

作者：王心仪方贤德覃业棋南京航空航天大学飞行器环境控制与生命保障工业和信息化部重点实验室南京210016

螺旋管因结构紧凑、传热高效、制作方便,获得了广泛应用,尤其是在反应堆等热动力系统中。目前螺旋管内饱和流动沸腾传热系数(HTC)的预测主要基于经验公式,在工程实践中需要知道这些经验公式的适用性。本文从10篇公开发表的文献中收集了... 详细信息

螺旋管因结构紧凑、传热高效、制作方便,获得了广泛应用,尤其是在反应堆等热动力系统中。目前螺旋管内饱和流动沸腾传热系数(HTC)的预测主要基于经验公式,在工程实践中需要知道这些经验公式的适用性。本文从10篇公开发表的文献中收集了951组螺旋管内饱和流动沸腾传热实验数据。基于这些数据,评价分析了13个常见的螺旋管内饱和流动沸腾HTC关联式。结果表明,预测效果最好的关联式的平均绝对误差(MAD)为38.4%,不能满足工程应用的需要,需要研究出精度更高的新关联式。

关键词：螺旋管流动沸腾单相液传热系数关联式

微通道内超临界氮气三维热流场实验与数值模拟

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化工学报 2022年第2期73卷 653-662页

作者：韩昌亮辛镜青于广滨刘俊秀许麒澳姚安卡尹鹏哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司黑龙江哈尔滨150029

利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气(SCN_(2))三维热流场特性,在用实验数据验证数值方法可靠性基础上,分析了压力(3.6~7 MPa)和质量流速[800~1200 kg/(m^(2)·s)]对SCN_(2)对流传热特性的影响,揭示了微通道圆管不同圆周方... 详细信息

利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气(SCN_(2))三维热流场特性,在用实验数据验证数值方法可靠性基础上,分析了压力(3.6~7 MPa)和质量流速[800~1200 kg/(m^(2)·s)]对SCN_(2)对流传热特性的影响,揭示了微通道圆管不同圆周方向上SCN_(2)热流场规律。结果表明:在低压力和高质量流速下,同一轴向位置处,径向内壁温最大值出现在圆管90°处;质量流速越大,内壁温最大值和对流传热系数最小值由圆管180°向90°处发生了转移;当浮升力系数Gr^(*)/Re^(2)>1时,浮升力有利于强化圆管底部区域流体传热能力;基于获得的数据,提出了一个新的适合预测微通道圆管内SCN_(2)对流传热特性的无量纲换热关联式,预测误差小于20%。研究结果为微通道换热器优化设计提供了参考。

关键词：微通道超临界氮气热流场关联式

R32制冷剂在小管径水平管内的沸腾换热与阻力特性实验研究

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西安交通大学学报 2023年第3期57卷 58-67页

作者：张浩曹泽瀚梅淏汉王庆仙晏刚褚雯霄王秋旺西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 广东美的制冷设备有限公司广东佛山528311 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

针对污染小、能效高、可燃性差、低毒性的新型R32可替代制冷剂在水平管内低温工况下的沸腾换热特性开展研究,设计并自主搭建了管内对流沸腾相变换热实验系统,分别开展了3 mm、4 mm小管径水平管内低温R32沸腾换热的实验研究,探究了质量... 详细信息

针对污染小、能效高、可燃性差、低毒性的新型R32可替代制冷剂在水平管内低温工况下的沸腾换热特性开展研究,设计并自主搭建了管内对流沸腾相变换热实验系统,分别开展了3 mm、4 mm小管径水平管内低温R32沸腾换热的实验研究,探究了质量流速、热流密度、饱和温度等参数对R32对流沸腾换热特性的影响,分析了蒸干对沸腾换热系数恶化的影响机制。结果表明:3 mm内径管的沸腾换热相比4 mm通道平均提升约8%~12%,且高质量流速下的临界干度几乎与管径无关;相较传热特性,R32饱和温度对两相流动阻力更为敏感,饱和温度自13℃降低至11℃时阻力损失提高约23%;利用改进的Fang关联式,可实现小管径水平管内R32对流沸腾换热系数预测,88.56%的实验数据误差可控制在±10%范围内。

关键词： R32制冷剂小管径水平管沸腾传热关联式

含油R32管内流动沸腾换热特性测试及关联式开发

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化工学报 2022年第2期73卷 612-621页

作者：李广庄大伟谢丽懿丁国良郑立宇龙春仙江波上海交通大学制冷与低温工程研究所上海200240 广东美芝制冷设备有限公司广东佛山528300

R32作为低温室效应制冷剂得到广泛应用,空调器中循环的介质是制冷剂与润滑油的混合物,掌握R32-润滑油混合物的流动沸腾特性是R32空调器优化设计的关键。本文的目的是参照空调器实际运行工况,测试R32-润滑油混合物的管内流动沸腾换热特性... 详细信息

R32作为低温室效应制冷剂得到广泛应用,空调器中循环的介质是制冷剂与润滑油的混合物,掌握R32-润滑油混合物的流动沸腾特性是R32空调器优化设计的关键。本文的目的是参照空调器实际运行工况,测试R32-润滑油混合物的管内流动沸腾换热特性,开发传热系数关联式。新搭建了具有防爆功能的R32-润滑油混合物管内换热性能测试台,采用换热管为7 mm铜管,测试的质流密度200~400 kg/(m^(2)·s)、干度0.2~0.7、油浓度0~5%。实验结果表明,R32-润滑油混合物管内流动沸腾传热系数随质流密度的增大而增大;在中低干度下传热系数随油浓度的增大而增大,在高干度下随油浓度增大先增大后减小并于3%油浓度处取得最大值。基于混合物物性与流型开发了传热系数关联式,预测值与85%的实验数据的误差在±20%内。

关键词： R32 润滑油流动蒸发传热关联式

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氧化石墨烯/水脉动热管传热强化及性能预测

化工进展 2022年第4期41卷 1725-1734页

作者：杨洪海张苗刘利伟周屹沈俊杰施伟刚尹勇东华大学环境科学与工程学院上海201600

实验研究了氧化石墨烯(GO)纳米流体对脉动热管(PHP)传热性能的影响。结果表明:充液率、浓度及加热功率显著影响脉动热管的传热性能。在小充液率(FR=30%)时,PHP更多是在重力辅助热虹吸管以及脉动热管的共同作用下工作,热阻较低,但容易烧... 详细信息

实验研究了氧化石墨烯(GO)纳米流体对脉动热管(PHP)传热性能的影响。结果表明:充液率、浓度及加热功率显著影响脉动热管的传热性能。在小充液率(FR=30%)时,PHP更多是在重力辅助热虹吸管以及脉动热管的共同作用下工作,热阻较低,但容易烧干;添加GO纳米颗粒可改善流体传热性能,降低PHP热阻,延缓烧干;尤其在质量分数0.05%~0.08%、加热功率10~50W时热阻可比纯水降低38.1%~74.1%;在质量分数0.08%~0.1%时,烧干极限Q_(max)可比纯水提高33%。在大充液率(FR=80%)时,气相空间受限,流体运动阻力较大,PHP整体运行性能较差。添加GO纳米不能明显改善PHP传热性能,在高浓度(质量分数0.1%)时还会恶化传热性能。综合考虑热阻及烧干极限,PHP在中等充液率(FR=50%)时整体运行性能最佳;且存在一个合适的工作范围(质量分数0.03%~0.08%,加热功率20~105W),使PHP热阻比纯水下降18.9%~54.4%之间,强化作用明显。最后,在实验基础上,综合应用Ku、Pr、Ja、Bo、Mo等量纲为1数组合,拟合得到实验关联式预测GO/水PHP传热性能,适用于30%~80%充液率下,质量分数0~0.1%的GO/水纳米流体脉动热管。

关键词：脉动热管氧化石墨烯传热强化充液率浓度关联式

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熔盐与过冷沸腾水传热特性实验研究

太阳能学报 2022年第1期43卷 429-436页

作者：董新宇毕勤成姜梦雨姚凡华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为研究熔盐蒸汽发生器的传热特性,以Solar Salt二元硝酸盐为工质,对熔盐与过冷沸腾水在蒸汽发生器中的传热规律进行实验研究。实验结果表明:熔盐传热系数随着水侧与熔盐的质量流速的增大而增大,随着水侧压力的升高而减小;当水侧在过冷... 详细信息

为研究熔盐蒸汽发生器的传热特性,以Solar Salt二元硝酸盐为工质,对熔盐与过冷沸腾水在蒸汽发生器中的传热规律进行实验研究。实验结果表明:熔盐传热系数随着水侧与熔盐的质量流速的增大而增大,随着水侧压力的升高而减小;当水侧在过冷水状态时,熔盐传热系数随着熔盐入口温度的升高而增大;当水侧在过冷沸腾状态时,熔盐传热系数随着熔盐入口温度的升高而减小。以实验数据为基础,首次提出熔盐与过冷沸腾水的传热系数的实验关联式,其拟合误差为±5%。

关键词：太阳能热发电熔盐过冷沸腾传热特性传热系数关联式

冷库用CO_(2)跨临界制冷系统最优排气压力研究

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化学工程 2023年第7期51卷 78-82页

作者：刘业凤罗勇辉肖勇张华上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

设计并搭建CO_(2)跨临界循环制冷机组,研究机组的最优排气压力,并分析在不同的冷库温度下,环境温度对最优排气压力的影响。实验结果表明:在环境温度和冷库温度分别为20℃、-10℃,压缩机转速为4200 r/min时的最优排气压力为7.7 MPa;最优... 详细信息

设计并搭建CO_(2)跨临界循环制冷机组,研究机组的最优排气压力,并分析在不同的冷库温度下,环境温度对最优排气压力的影响。实验结果表明:在环境温度和冷库温度分别为20℃、-10℃,压缩机转速为4200 r/min时的最优排气压力为7.7 MPa;最优排气压力随环境温度上升而逐渐上升,环境温度对最优排气压力的影响程度相较于冷库温度的影响较大。拟合得到了系统最优排气压力与环境温度和冷库温度的函数关联式。关联式的最优排气压力预测值与实测值之间的最大偏差为6.9%,实验装置在该排气压力预测值下运行时的系统性能系数C_(OP)仅比该排气压力实测值下运行时的系统C_(OP)小4.6%,匹配良好。

关键词：跨临界CO_(2)循环最优排气压力性能系数关联式

预测扇形孔气膜冷却效率的一种新关联式及应用

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动力工程学报 2023年第11期43卷 1440-1447页

作者：林翅翔崔晓峰戴韧上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

基于扇形孔的实验数据,提出了一种预测气膜冷却效率的新关联式。综合考虑孔形参数和孔内外流动条件对气膜冷却效率的影响,构建关联式特征系数的代理模型。结果表明:通过实验设计(DOE)获得的优化孔与采用特征系数代理模型获得的优化孔的... 详细信息

基于扇形孔的实验数据,提出了一种预测气膜冷却效率的新关联式。综合考虑孔形参数和孔内外流动条件对气膜冷却效率的影响,构建关联式特征系数的代理模型。结果表明:通过实验设计(DOE)获得的优化孔与采用特征系数代理模型获得的优化孔的气膜冷却效率和最优孔形参数基本一致;应用新关联式加速气膜孔形的多置信度优化或优化多气膜孔阵列的具体布局具有显著的工程应用价值。

关键词：扇形孔关联式冷却效率代理模型