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电站间冷系统空冷散热器翅片管束流动传热性能的数值研究

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中国电机工程学报 2012年第32期32卷 50-57,9页

作者：杨立军贾思宁卜永东杜小泽杨勇平华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市昌平区102206

空冷散热器为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电站间冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。对间接空冷系统空冷散热器常用翅片管束流动传热性能进行了数值模拟研究,通过计算获得了空冷散热... 详细信息

空冷散热器为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电站间冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。对间接空冷系统空冷散热器常用翅片管束流动传热性能进行了数值模拟研究,通过计算获得了空冷散热器冷却空气流动阻力和平均对流换热系数随迎面风速的变化规律,拟合得到了摩擦因子与努赛尔特数随雷诺数的变化关系。利用对流换热的综合性能评价标准(performance evaluation criteria,PEC),即Nu/f1/3,对6种翅片管束的流动传热性能进行了比较。结果表明,随迎面风速增加,空气对流换热增强,压降增加,翅片管的对流换热系数随之升高,摩擦因子降低,但是换热系数的增加幅度小于压降的增加幅度。Forgo型翅片管束综合流动传热性能优于椭圆型管束。本文研究结果为电站间冷系统空冷散热器的选型和优化设计提供了一定的理论依据。

关键词：间接空冷系统空冷散热器翅片管束流动传热性能性能评价指标

通道高度对翼型翅片印刷电路板换热器流动传热性能的影响

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动力工程学报 2024年第6期44卷 837-843,871页

作者：李德波靳万龙陈兆立陈智豪宋景慧雷贤良邓磊车得福南方电网电力科技股份有限公司广州510080 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

基于通道几何尺寸对印刷电路板换热器(PCHE)流动与传热特性的影响,采用数值方法研究了通道高度对翼型翅片PCHE流动传热性能的影响。结果表明:通道高度显著影响PCHE的紧凑性、阻力与传热性能;在相同雷诺数条件下(R_(e)=6000~14000),随着... 详细信息

基于通道几何尺寸对印刷电路板换热器(PCHE)流动与传热特性的影响,采用数值方法研究了通道高度对翼型翅片PCHE流动传热性能的影响。结果表明:通道高度显著影响PCHE的紧凑性、阻力与传热性能;在相同雷诺数条件下(R_(e)=6000~14000),随着通道高度H的减小(通道高度与横向节距之比H/S_(T)=0.12~0.60),范宁摩擦因子f先降低后升高,H/S T=0.24翼型翅片通道的f最低;H/S_(T)=0.24~0.60翼型翅片通道的柯尔本-j因子j几乎相同,H/S_(T)=0.12翼型翅片通道的j有所增加;j/f适合于评价不同高度翼型翅片通道的综合性能,以j/f作为综合性能评价指标时,H/S_(T)=0.24翼型翅片通道的综合性能最佳。

关键词：印刷电路板换热器通道高度翼型翅片流动传热性能综合性能评价指标

空冷凝汽器翅片管束空气流动传热性能数值研究

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空冷凝汽器翅片管束空气流动传热性能数值研究

作者：张凯峰华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

针对电站直接空冷系统常用的波形翅片扁平管束和椭圆翅片椭圆管束结构,建立三维物理数学模型,对空气流动和传热性能进行了数值研究。对于波形翅片扁平管束,通过数值模拟,获得了空气流场和温度场,拟合得到了空气流动损失和对流换热的数... 详细信息

针对电站直接空冷系统常用的波形翅片扁平管束和椭圆翅片椭圆管束结构,建立三维物理数学模型,对空气流动和传热性能进行了数值研究。对于波形翅片扁平管束,通过数值模拟,获得了空气流场和温度场,拟合得到了空气流动损失和对流换热的数值实验关联式。分析了空气入口风速、翅片间距、翅片高度、斜翅片角度等参数对空气流动传热性能的影响,并进行了结构参数优化。通过与空冷单元传热实验结果以及空冷凝汽器设计参数的对比,验证了数值模拟结果的可信性。对于椭圆翅片椭圆管束,通过数值模拟和结果的计算分析,也获得了空气流动损失和对流换热的数值实验关联式。本文的工作可为空冷凝汽器的优化设计和高效运行提供一定的理论和实用参考价值。

关键词：空冷凝汽器流动传热性能波形翅片扁平管束椭圆翅片椭圆管束

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一种LED热沉的流动传热性能及结构优化

一种LED热沉的流动传热性能及结构优化

作者：樊鹏华北电力大学

学位级别：硕士

大功率LED灯的散热问题一直是制约LED照明行业发展的技术瓶颈,而LED灯的外部热沉结构对流换热特性,决定了它能否安全可靠工作。为此,研究LED灯外部热沉的换热特性并进行结构优化,对改善其散热条件和提高其工作安全性意义重大。LED芯片... 详细信息

大功率LED灯的散热问题一直是制约LED照明行业发展的技术瓶颈,而LED灯的外部热沉结构对流换热特性,决定了它能否安全可靠工作。为此,研究LED灯外部热沉的换热特性并进行结构优化,对改善其散热条件和提高其工作安全性意义重大。LED芯片直接焊接在散热器上的结构,可大大减少它的传热热阻,提高LED灯的散热能力。本文以某种功率为100W的LED路灯为例,以LED芯片直接焊接在散热器上的结构为基础进行研究。首先利用gambit软件建立其散热结构的物理模型并进行网格的划分;然后利用fluent软件,分别对无散热罩翅片顺列布置、无散热罩翅片错列布置、有散热罩翅片顺列布置及有散热罩翅片错列布置四种工况下,LED路灯的翅片热沉结构的散热过程进行了模拟计算。由此获得了冷却空气流场和温度场,并计算得到了翅片表面换热系数、努赛尔数Nu及格拉晓夫数Gr,利用MATLAB软件拟合得到了四种工况下对应的自然对流换热的特征数关联式。计算结果表明：自然对流换热条件下,翅片尺寸在一定范围内增大可以改善翅片结构的散热性能;翅片的宽高比d/H值较小时,顺列布置方式散热较好;翅片的宽高比d/H增大到一定值后,错列布置方式的散热性能更好;散热罩恶化了翅片热沉结构的散热状况。这些研究结论为LED路灯散热结构的优化设计提供了理论参考和依据,可在一定程度上促进LED路灯照明行业的健康发展。

关键词： LED 自然对流翅片热沉数值模拟流动传热性能特征数关联式

电站空冷凝汽器新型翅片管流动传热性能的数值研究

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新型工业化 2021年第2期11卷 226-228,231页

作者：郭永红刘志刚宋晓皎李丰亮山西能源学院山西晋中030600 华能渑池热电有限责任公司河南三门峡472400

空冷凝汽器是电站直接空冷系统的主要设备,研究空冷凝汽器翅片管的流动传热性能,对电厂直冷系统的高效运行具有重要意义。采用数值模拟方法,模拟了现有直接空冷系统空冷凝汽器单排翅片管以及具有锯齿形结构翅片管的流动传热性能,得出了... 详细信息

空冷凝汽器是电站直接空冷系统的主要设备,研究空冷凝汽器翅片管的流动传热性能,对电厂直冷系统的高效运行具有重要意义。采用数值模拟方法,模拟了现有直接空冷系统空冷凝汽器单排翅片管以及具有锯齿形结构翅片管的流动传热性能,得出了不同翅片锯齿数下冷却空气流动阻力和平均对流换热系数随迎面风速变化规律,并拟合得到摩擦因子和努赛尔数随雷诺数的特征数关联式。结果表明,随着迎面风速的增加,翅片管进出口压降增加,空气对流换热性能增强,对流换热系数随之增高,摩擦因子降低。同时,随着锯齿数的增加,翅片管流动传热性能增强。本文研究成果为电站直接空冷系统空冷凝汽器的优化设计提供了参考。

关键词：直接空冷系统空冷凝汽器翅片管流动传热性能数值模拟

进风角度对电站空冷凝汽器翅片管束流动传热性能的影响

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电站系统工程 2019年第2期35卷 18-22页

作者：崔超赵允涛刘文英孔艳强杨立军中国大唐集团科技工程有限公司华北电力大学能源动力与机械工程学院

空冷凝汽器翅片管束为电站直接空冷系统的主要设备,研究翅片管束的流动传热特性对直接空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。由于空冷凝汽器单元"?"型结构和轴流风机旋转构造,使得翅片管束进口风速及风向不均匀。针对电站空冷凝... 详细信息

空冷凝汽器翅片管束为电站直接空冷系统的主要设备,研究翅片管束的流动传热特性对直接空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。由于空冷凝汽器单元"?"型结构和轴流风机旋转构造,使得翅片管束进口风速及风向不均匀。针对电站空冷凝汽器翅片管束以及轴流风机产生的螺旋冷却空气流场,建立单排波形翅片扁平管束三维流动和传热物理数学模型。通过数值模拟分析和实验验证,得到了翅片管束空气侧流动传热特性和入口风速、进风角度的关系。通过支持向量机算法,对影响翅片管束阻力和换热性能的多种因素进行了分析,获得了相应的拟合向量。研究结果可为进一步优化直接空冷系统的运行特性奠定理论基础。

关键词：直接空冷系统空冷凝汽器翅片管束风速风向流动传热性能

间接空冷塔内外流动和传热性能的数值模拟研究

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电力科学与工程 2013年第12期29卷 58-63,76页

作者：向同琼田松峰华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

利用流体计算软件FLUENT,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的间接空冷塔内外空气的流动和传热性能进行了数值模拟研究。将空冷塔划分为W区、T l区、T r区和L区,在确定的考核工况基准下,模拟了不同环境气温、不同环境风速... 详细信息

利用流体计算软件FLUENT,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的间接空冷塔内外空气的流动和传热性能进行了数值模拟研究。将空冷塔划分为W区、T l区、T r区和L区,在确定的考核工况基准下,模拟了不同环境气温、不同环境风速对空冷塔各区域通风量和间接空冷散热器散热量的影响。模拟结果显示,当风速高于6 m/s时,空冷塔通风量和空冷散热器散热量随着气温的升高而增大,此时高温处于有利状况。同一气温下,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小,W区通风量呈线性增加,T l区、T r区和L区通风量减小。该结论为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。

关键词：间接空冷散热器空冷塔数值模拟流动传热性能

SCAL型间接空冷塔内外空气流动和传热性能数值研究

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应用能源技术 2013年第11期 37-41页

作者：忻炜向同琼周黎明中国石油化工股份有限公司天津分公司热电部天津300270 华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室河北保定071003

利用计算流体力学软件CFD,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的SCAL型间接空冷散热器空冷塔内外空气的流动和传热性能进行数值模拟、分析和研究。确定考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量以... 详细信息

利用计算流体力学软件CFD,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的SCAL型间接空冷散热器空冷塔内外空气的流动和传热性能进行数值模拟、分析和研究。确定考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量以及机组背压的影响。模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔内外流场发生复杂变化,空冷塔通风量和散热器散热量降低,机组背压升高,将引起很大的经济损失。这为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。

关键词：间接空冷散热器空冷塔 CFD 流动传热性能背压

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机械通风直接空冷系统流动及传热性能优化

机械通风直接空冷系统流动及传热性能优化

作者：晋若男华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

新时代经济社会发展对我国电站节能及环保问题提出了新要求。电站空冷系统因其显著的节水和低污染优势,在我国富煤缺水地区得到了广泛应用。其中,机械通风直接空冷系统因其较低的投资及较高的冷却效率应用较多。然而机械通风空冷系统的... 详细信息

新时代经济社会发展对我国电站节能及环保问题提出了新要求。电站空冷系统因其显著的节水和低污染优势,在我国富煤缺水地区得到了广泛应用。其中,机械通风直接空冷系统因其较低的投资及较高的冷却效率应用较多。然而机械通风空冷系统的换热性能受诸多因素的影响,空冷传热表面结构及布置的固有缺陷和多变环境气象条件的不利影响是导致空冷系统性能不佳的主要原因。考虑到当前国内外对机械通风空冷系统流动换热性能的研究现状,本文以电站空冷系统为研究对象,采用数值模拟方法,借助于Fluent商业软件,并辅以实验验证,以较好的换热性能为目标,分别从空冷翅片管及空冷凝汽器的布置两个角度对空冷系统的性能进行优化。针对空冷凝汽器单元结构上上的固有缺陷,本文提出一种新型的倾斜蛇形翅片管束,并采用数值模拟方法得到其流动及换热特性。在此基础上,将新型倾斜翅片管应用到凝汽器单元中,得到了凝汽器单元的释热性能,将其与传统凝汽器性能进行对比,发现新型凝汽器单元的流动换热性能得到了极大改善,特别是在倾角为45°时,凝汽器下部的低速高温区域完全消失,且其质量流量提升率和换热量提升率较传统凝汽器单元分别提升了 12.81%和8.96%。通过对机械通风直接空冷系统进行多尺度数值模拟,本文揭示了大尺度空冷传热表面传热性能的空间分布规律,并针对不利环境风条件下的换热情况展开了详细研究。考虑到环境风对传统矩形布置空冷系统的不利影响,本文提出了一种空冷凝汽器正方形布局方式以削弱环境风影响。结果表明对正方形布置的空冷凝汽器,迎风侧空气的倒灌及侧向的热风回流现象均得到了极大控制,在-90°风向16m/s风速时,空冷系统的总换热量较传统矩形布置增加了25.21%,在无环境风作用时,两种布置方式下总的换热量近似相等。

关键词：机械通风直接空冷系统翅片管束环境风传热表面布局流动传热性能数值模拟