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扭曲扁管冷凝器强化传热及污垢特性实验研究

制冷学报 2007年第6期28卷 47-50页

作者：卿德藩段小林刘尹红南华大学机械工程学院衡阳421001

为了研究扭曲扁管在冷凝器中的运行特性,采用实验研究方法对扭曲扁管与普通直管的传热、流动阻力和污垢特性进行了研究。实验采用φ25×2.5的普通直管和由同种直管制成的扭曲扁管,扭曲扁管导程分别为120mm、150mm、180mm。实验表明,导... 详细信息

为了研究扭曲扁管在冷凝器中的运行特性,采用实验研究方法对扭曲扁管与普通直管的传热、流动阻力和污垢特性进行了研究。实验采用φ25×2.5的普通直管和由同种直管制成的扭曲扁管,扭曲扁管导程分别为120mm、150mm、180mm。实验表明,导程减小,阻力系数增大,扭曲扁管流动阻力系数约为直管的1.75～2倍。扭曲扁管的传热系数在洁净状态下约为直管1.2～2.3倍,在污垢状态下,约为直管1.8～2.1倍。随着Re增大,污垢热阻减小,但螺旋扁管的减小速度比直管更大,在Re=3000情况下螺旋扁管的污垢热阻与直管相近,当Re>6000时,螺旋扁管污垢热阻约为光管的0.16～0.42倍。通过分析,得出了污垢状态下实验扭曲扁管的最佳工作区。

关键词：工程热物理强化传热实验研究扭曲扁管冷凝器污垢

硝基熔盐纳米流体在扭曲扁管内流动与换热特性

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储能科学与技术 2022年第11期11卷 3641-3648页

作者：张灿灿韩松涛吴玉庭鹿院卫牛俊楠北京工业大学环境与生命学部传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体... 详细信息

熔盐作为传热储热介质在太阳能光热发电系统中广泛应用,研究发现通过在熔盐中添加纳米粒子可以改善熔盐的热物性。本工作采用数值模拟方法,对熔盐纳米流体在不同结构扭曲扁管内的流动和换热特性进行了研究。研究结果表明,熔盐纳米流体在扭曲扁管内的对流换热系数和压降随着长短轴比的增加而增加,随着导程的增加而减小。在Re=10000~35000时,扭曲扁管内熔盐纳米流体的对流换热系数相比于圆管最高提升了34.6%,压降最大升高了141.3%,并拟合得到了扭曲扁管内熔盐纳米流体的努塞尔数Nu和阻力系数f的经验关联式。通过综合性能和场协同分析发现,在Re=30000时,长短轴比a/b=2,导程S=300 mm时,强化传热因子PEC最大为1.16,扭曲扁管长轴顶端的协同角最小。

关键词：熔盐纳米流体扭曲扁管换热数值模拟

无折流板扭曲扁管热交换器传热与流阻特性试验研究

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石油化工设备 2011年第1期40卷 17-20页

作者：金晓明高磊张莹莹王娜王旭光辽宁石油化工大学抚顺辽宁113001

某无折流板热交换器的换热管采用扭曲扁管,其扭曲扁管截面短长轴比bi/ai=0.6,扭曲比S/de=13.22、扭矩S=230 mm。以水为介质,对此无折流板热交换器管、壳程传热和流阻性能进行试验研究,并与光管热交换器进行比较。结果表明,随着雷诺数的... 详细信息

某无折流板热交换器的换热管采用扭曲扁管,其扭曲扁管截面短长轴比bi/ai=0.6,扭曲比S/de=13.22、扭矩S=230 mm。以水为介质,对此无折流板热交换器管、壳程传热和流阻性能进行试验研究,并与光管热交换器进行比较。结果表明,随着雷诺数的增大,扭曲扁管管程传热系数比同型号光管提高32.18%,管程压降也迅速增加;壳程传热系数有所下降,压降也明显降低。*

关键词：热交换器扭曲扁管传热系数压降

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扭曲扁管管内流动与传热的三维数值研究

南京工业大学学报（自然科学版） 2005年第4期27卷 71-75页

作者：张杏祥桑芝富南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

利用计算流体力学和数值传热学的方法,对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析,研究了管内流体的Re,Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响,结果表明,扭曲扁管具有较好的强化传热效果,在管内流体具有高P... 详细信息

利用计算流体力学和数值传热学的方法,对扭曲扁管三维模型的流动与传热性能进行了数值模拟计算和理论分析,研究了管内流体的Re,Pr以及管子几何尺寸对其流动与传热性能的影响,结果表明,扭曲扁管具有较好的强化传热效果,在管内流体具有高Pr低Re数的条件下,其强化传热效果尤为明显。根据数值计算的结果数据,拟合出了努塞德数和阻力系数的准则公式,对扭曲扁管工程实际应用具有一定的参考价值。

关键词：换热器扭曲扁管强化传热数值模拟

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扭曲扁管换热器机械设计若干问题的探讨

压力容器 2013年第1期30卷 35-39页

作者：徐小龙冯清晓中国石化工程建设有限公司北京100101

扭曲扁管因其显著的强化传热能力得到广泛应用,从机械设计的角度,分析了扭曲扁管换热器管板强度计算问题,指出了扭曲扁管换热器管板强度计算与普通管壳式换热器的不同,采用"当量圆管"的等效处理方法,给出了管板计算的解决方案;探讨了扁... 详细信息

扭曲扁管因其显著的强化传热能力得到广泛应用,从机械设计的角度,分析了扭曲扁管换热器管板强度计算问题,指出了扭曲扁管换热器管板强度计算与普通管壳式换热器的不同,采用"当量圆管"的等效处理方法,给出了管板计算的解决方案;探讨了扁管长轴尺寸及公差、管板开孔间距及公差和支持板结构等几个结构设计中的关键问题,结合工程实际提出了常用换热管的合理公差尺寸,并针对抽拉管束时支持板的稳固,给出了可行的措施;根据扭曲扁管管束的结构,指出换热管不存在轴向失稳问题,可以不必计算;并提出了扭曲扁管后续研究应重点关注扁管结构尺寸与轴向刚度关联性的研究。

关键词：扭曲扁管管板计算当量圆管扭曲管轴向刚度换热管稳定性支持板长轴长度

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错排扭曲管管束流动与传热特性研究

错排扭曲管管束流动与传热特性研究

作者：王元涛兰州交通大学

学位级别：硕士

随着人类社会文明的进步和经济的高速发展,人类对能源的需求量持续增加,发展高效、节能的换热设备受到世界各国的重视。管束式换热器作为一种常见的换热设备,广泛应用于工业生产制造中,具有结构简单、成本低廉等特点。改变换热管的形状... 详细信息

随着人类社会文明的进步和经济的高速发展,人类对能源的需求量持续增加,发展高效、节能的换热设备受到世界各国的重视。管束式换热器作为一种常见的换热设备,广泛应用于工业生产制造中,具有结构简单、成本低廉等特点。改变换热管的形状有助于增强流动扰动,促进换热通道内流体的热量交换,提高换热器的综合换热性能。因此研究流体横掠扭曲管管束的流动与传热特性,对于提高换热器的换热性能具有十分重要的意义。本文通过改变扭曲扁管的扭距、长短轴比和扭转方向,用数值模拟的方法研究和分析了不同结构参数对管束式换热器温度场、流场、换热性能和流动阻力的影响,对比了不同参数下的综合换热系数,得到了整体换热性能最优的换热器模型。基于最优的扭曲扁管管束的布置方式,将相同数量的扭曲扁管与直扁管进行组合,对比研究了组合式管束的流动传热性能,结果表明组合管管束能够使换热器综合换热效果更好。具体结果如下:(1)随着扭曲扁管管束扭距S的增加,努塞尔数Nu、欧拉数Eu和综合换热性能评价因子PEC都随之减小。在Re为15000、扭距为100mm时,扭曲扁管管束的综合换热性能最好,Nu最大达到了98.32,比圆管管束增加了10.15%,Eu最大增加了9.53%,PEC最大提升了6.86%。而扭距为220mm时,扭曲扁管管束的Nu和PEC最小。(2)在保持扭距不变的情况下,随着扭曲扁管管束长短轴比A/B的增加,努塞尔数Nu、欧拉数Eu和综合换热性能评价因子PEC都增加。在Re为15000、长短轴比为2.85时,扭曲扁管管束的综合换热性能最好,Nu最大为103.70,比圆管管束增加了16.18%,Eu最大增加了18.86%,PEC最大可提升9.68%。当长短轴比为1.73时,扭曲扁管管束的Nu和PEC最小。(3)扭曲扁管管束同向扭曲布置时综合换热性能最好,与圆管管束相比,PEC最大增加了9.68%。而将扭曲扁管沿不同方向扭曲布置时,可以提高扭曲扁管管束的换热能力,但同时增加了换热通道内的阻力,使综合换热性能下降。在Re为15000时,扭曲扁管管束的Nu最大,比圆管管束增加了21.62%,Eu最大增加了47.74%,而PEC最大增加了7.25%。(4)将扭曲扁管与直扁管组合布置时,组合管管束的Nu都比扭曲扁管管束小,即换热性能弱于扭曲扁管管束,并且组合管管束的阻力也比较小,其Eu小于圆管管束和扭曲扁管管束。随着Re的增加,组合管管束的Nu和PEC也在增加。在Re为15000时,组合管管束的Nu比圆管管束的Nu最大增加了12.77%,而且PEC比圆管管束最大提高了16.52%。

关键词：数值模拟管束式换热器横掠管束扭曲扁管强化换热

强鼓式燃气采暖热水锅炉冷凝换热器设计与性能研究

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日用电器 2023年第4期 52-57页

作者：张锦梁余浩伦广东万和新电气股份有限公司佛山528305

本文主要涉及全预混冷凝式燃气热水设备的换热器防堵及换热性能研究,围绕全预混冷凝式热交换器防堵性能和换热效率两方面内容,通过结构上的组合调整,以螺旋扭曲扁管管束作为冷凝管芯,结合不锈钢翅片盘管,对换热器整体结构进行了新的组... 详细信息

本文主要涉及全预混冷凝式燃气热水设备的换热器防堵及换热性能研究,围绕全预混冷凝式热交换器防堵性能和换热效率两方面内容,通过结构上的组合调整,以螺旋扭曲扁管管束作为冷凝管芯,结合不锈钢翅片盘管,对换热器整体结构进行了新的组合设计,并通过实验室搭载整机匹配运行作了冷凝换热器的防堵模拟及换热性能试验研究。试验结果表明,本文所述的组合式冷凝换热器能有效提升防堵塞能力,并可实现高效的冷凝换热,与整机设备匹配运行能满足冷凝式燃气热水锅炉一级能效要求,达到设计的预期效果。

关键词：燃气热水锅炉全预混冷凝换热器翅片盘管扭曲扁管防堵热效率