过去连续重整装置的混合进料换热器都是采用全焊接板壳式或直管立式换热器,由于结构原因,一直存在传热效率低或易损坏的问题,使得装置操作费用高、影响长周期运行。介绍了一种兼具板壳式换热器和管壳式换热器优点的,在连续重整装置中首次采用的缠绕管式换热器,作为新型的混合进料换热器的设计、研制和应用情况。该设备具有优良的传热工艺性能,又具有耐高温高压、抗操作波动的特点,是连续重整装置中较为理想的高效、高可靠性的设备。

为提高管壳式换热器设计效率,以C#程序语言为平台,基于换热器壳侧传热性能指标/△1/3的优化设计开发了管壳式换热器计算软件,并用Excel生成计算报表。该软件包含传统弓形折流板换热器及一种新型换热器——三分螺旋折流板换热器的设计与校核计算。将实验数据与软件设计数据比较,软件设计有一定的优化效果;将实验数据与校核数据比较,软件计算准确性较高,可供工程设计及类似软件开发借鉴。

文中对垂直U型埋管土壤源地热换热器的传热性能进行了分析,并优化设计计算了不同负荷下地热换热器的长度。首先根据土壤源地热换热器的传热性能分析,在满足工程实践的基础上,选择了IGSHPA模型简化下的传热分析方法计算传热热阻;然后利用一维导热和线热源模型,得到流体至管道内壁的对流换热热阻,塑料管壁的导热热阻,钻孔内部的导热热阻,地层热阻的计算公式;

基于换热器性能的现场检测,对换热器主要性能指标进行了计算,分析了换热器的能量利用、换热系数和换热能力利用情况,指出了换热器的换热能力利用不足,有待进一步提高。通过对换热器的热经济性评价,计算了换热器的主要经济指标,并对计算结果进行了分析,结果表明加热炉耗用的原油燃料价格越高,联合站用热技术改造项目获得的经济效益越大,结论指出本次热经济性评价表明该项目的技术改造经济可行。

本文在折流杆换热器的基础上,采用数值计算的方法,以水为流动介质,对不同折流杆间隔的折流杆式换热器进行流动与传热特性的分析。同时,本文设计了一种新型的变截面折流杆式换热器,对换热器进行优化,结果表明,变截面折流杆换热器比等截面折流杆换热器的综合性能最多高13%～14%。

本文根据蓄热式换热器的特点建立起相应的数学模型,并且通过仿真软件对数学模型进行计算,根据得到的结果,分析了换热器长度和迎面风速对换热器效率的影响。计算结果表明,换热器的效率随着换热器长度的增加而提高,但是到了一定长度以后,换热器效率随长度的变化不明显,此长度为换热器的优化尺寸,而换热器的效率随风速的增大而显著减小,确定流动风速时应该考虑风机匹配的问题。

以单位质量材耗的换热能力最大为目标函数 ,分析研究了不同雷诺数Re的操作条件下肋棒长度、直径及板厚之间的关系 .结果表明 :当雷诺数较小时肋棒才可有效地起到强化传热的作用 ,且随着肋棒直径的减小强化传热作用增强 ;当板厚为 3mm、雷诺数在 10 3～ 5× 10 3之间时 ,最佳肋棒长径比为 2～ 3.以上结果可作为板棒式换热器结构优化设计的参考依据

本文以国内首个埋设于建筑物结构底板下典型的地源热泵项目为实例,结合设计和实施过程中的关键环节——测试实验和土壤换热器设计、施工中遇到的问题及解决办法,较系统的介绍了地源热泵系统在建筑物下应用的可行性。

热流体与冷流体的出口温度比α对换热器的有效传热温差有重要影响,不同的α代表不同的换热深度.为探讨管壳式换热器换热深度与长径比的关系,文中采用流路分析法对换热器壳程折流区域的传热性能进行数学分析,并与纯逆流情况作对比.结果表明:在深度换热的临界点(α=1),折流区域的换热性能远低于逆流换热,应避免折流区域靠近临界点操作;换热器折流与逆流区域传热温差的偏离量随α变化,为避免偏移量过大,应控制折流区域面积占总传热面积的比例;

通过对GGH和热管换热器的对比分析,得出热管换热器具有传热效率高、流体阻力损失小、烟气不泄漏、脱硫系统有较高的脱硫效率、没有附加动力消耗、运行及维护费用低等优点,还解决了酸腐蚀和结垢问题,更适合湿法烟气脱硫系统。

建立了筒状辐射换热器传热计算模型 ,分析了台车式热处理炉上使用燃气辐射换热器的传热特性 (空气预热温度、壁温和传热系数 )。结果表明 ,燃气辐射换热器的传热特性在整个热处理过程中是不断变化的 ,空气平均预热温度并不能达到换热器的额定设计值 ,故在周期式热处理炉上使用辐射换热器并不完全合适。本文的方法既可用于换热器的设计 ,又可用于换热器的核算

圆柱阵列换热器是最具潜力的太阳能热电站换热器。该文分析了圆柱阵列换热器底部壁面对流换热特性 ,编制了基于最小二乘法的计算程序 ,并据此利用现有实验数据拟合出具有普遍意义的圆柱阵列换热器底部壁面对流换热的无量纲换热参数的表达式。对比分析表明 ,该表达式真实地反映了圆柱阵列的存在及其尺度的变化对底部壁面换热的影响。

针对换热器模式激光推进的特点,设计了一种新颖的平板式换热器结构,这种结构由多层异质材料复合外壳、耐高温金属框架和层流微通道组成,具有较高的激光-热转换效率。建立了换热器出口截面二维温度场模型并进行数值分析,其结果验证了换热器结构的热稳定性。建立了换热器内部流体一维流动模型并进行数值分析,得出了激光辐照功率密度和流体入口速度对换热器内部流体温度分布的影响关系,验证了换热器结构设计满足流体通道压降小的要求。

对翅片管式换热器结构进行了优化设计和改进,并采用TESCOR平台———换热器性能实验台对改进前后的换热器的热力性能进行了测试。提出了强化翅片管式换热器换热性能的两种方法:一种是将低温工况下易结霜的换热器(蒸发器)翅片管设计成变间距翅片结构,使其既增加了管内翅片的传热面积,又提高了管内气流的流速;另一种是将空调工况下的换热器的等螺距内螺纹管设计成变螺距内螺纹管,以增加管内气流的扰动,提高传热系数。

平行流式换热器作为一种紧凑、高效的换热器,有广阔的应用前景。弯曲成形是换热器成形中的一个关键环节。本文提出了一种新型换热器无模弯曲工艺技术,在原理分析的基础上,建立了无模弯曲成形过程的有限元仿真模型,基于CAE仿真确定了合理的工艺参数。设计和制造了无模弯曲成形实验机,实现了平行流式换热器弯无模弯曲成形工艺,并研究了翅片结构等因素对成形质量的影响。

曲面弓形折流板是一种新型折流板。本文采用Fluent软件,对曲面弓形折流板换热器和普通弓形折流板换热器壳程流体流动和传热进行了数值模拟,并对模拟结果进行了实验验证。结果表明,在相同结构参数和流动条件下,曲面弓形折流板换热器壳程压力降低于普通弓形折流板换热器,但壳程传热系数高于普通弓形折流板换热器。

利用换热器回收余热,是节能的重要途径之一,许多工业窑炉采用换热器后都收到了较好的节能效果。然而,在换热器的设计和选择时,多数企业仅考虑换热器的初投资费用大小,而未考虑换热器投入运行后燃料价格的变化、资金的时间价值、换热器的能源消耗以及维修费用等因素,因而许多换热器并未达到最优使用状况。本文对换热器寿命周期中的各种费用进行评价,并以此作为合理设计和选择的依据。

目的解决小尺度污物引起的污垢问题,实验研究液固循环流化床污水换热器的流动特性与防、除垢特性,探讨循环流化床换热器技术在污水源热泵系统中应用的可行性.方法搭建单管式液固循环流化床换热器实验系统,进行液固循环流化床换热器流动特性测试、两种流速下传热系数测试与三种工况的固体粒子防、除垢性能实验.结果液固循环流化床换热器加入粒子后,管段压降增大

介绍了丹佛斯(杭州)板式换热器有限公司提出并开发的点波板式换热器。分别通过单相水-水换热测试和制冷剂(R410A)-水蒸发换热测试,实验研究了点波板式换热器与传统人字波板式换热器的传热及流动性能。结果表明,新型点波钎焊板式换热器,作为单相换热装置,具有较好的传热和流动性能。与传统的人字波板式换热器相比,较大雷诺数下,强化传热20%以上,沿程阻力因子降低为传统结构的1/4左右。

本文以R-22为工质,根据空调正常运行的实际工况设定实验参数,实验研究了非对称翅片换热器的冷凝、蒸发换热性能,并与对称翅片的换热器性能进行比较。结果表明:非对称翅片应用在单排换热器上与对称翅片的换热性能接近;非对称翅片应用在双排换热器上,风速为0.8m·s-1时,其冷凝换热能力比对称翅片换热器高出6.3%,蒸发换热能力高出4.9%(凝露水量较多的蒸发工况中)。

从换热器的基本传热方程和投资费用方程出发，导出了以单位温差下传热热流量为最大条件下的换热器两侧的最佳性能价格匹配的关系式，即最佳投资分配、最佳面积分配及最佳热阻分配的平方根规律。从中表明，由于受投资费用影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配，而是决定两侧的性能价格比的比值的平方根值。该规律能避免设计换热器时确定换热面积的盲目性，对换热器的优化设计具有指导意义。

利用分布参数分段集中化的思想,建立了多管单壳换热器动态机理模型,以此为基础,编程建立了多管单壳换热器两个基本仿真模块,用这两个基本仿真模块可以组合得到所有类型的多管多壳换热器的仿真模块,即而组成多管多壳换热器的仿真模型库,利用该模型库可以根据换热网络的结构方便地搭建换热网络的仿真系统。

通过理论分析,分别以壳程流体、管程流体、管内外壁为研究对象,建立了管壳式换热器瞬态换热数学模型.模型中很好地解决了顺流和逆流同时存在的问题.在此基础上借助于仿真手段对管壳式换热器的瞬态换热性能进行分析,为了减小线性化方法带来的误差以及提高计算的准确度,仿真计算时所采用的数学模型未进行线性化处理,而直接采用非线性化方程进行程序编写.仿真结果与换热器实际运行数据吻合很好

以水为工质,对螺旋折流板波槽管换热器、螺旋折流板光管换热器及传统弓形折流板光管换热器进行了壳程和管程的传热及阻力对比实验研究.结果表明,相比弓形折流板光管换热器,螺旋折流板光管换热器总传热系数和壳程换热系数分别提高50%~80%和90%,壳程阻力减少15%~20%;螺旋折流板与波槽管结合使用,换热能力进一步加强,总传热系数是弓形折流板光管换热器的2.01~2.11倍,是螺旋折流板光管换热器的1.15~1.6倍.

采取数值计算与解析计算相结合的方法,研究变热流边界条件下单U形地埋管换热器的非稳态传热特性。以钻孔壁为边界,将计算区域分为两个部分,钻孔内区域采用稳态解析计算模型,钻孔外土壤区域采用有限容积法。研究了埋管出口流体温度、钻孔瞬时平均壁温、单位长度吸热量以及距钻孔一定距离处土壤温度分布随运行时间的变化规律。

利用长江水源的江水源热泵系统是重庆市可再生资源利用的重要形式,其换热器的性能对系统能效具有显著的影响,论文研究了使用半圆环形折返管的套管式换热器的换热效率。实验证明折返管曲率的增加可以有效地提高换热器的换热效率,与直管套管式换热器相比,当R/r=5时,其换热效率可提高2.5%。

运用实验比较了盘管和沉箱两种形式的换热器的换热效果。同时,获得了单位管长换热量等工程设计参数,讨论了地表水换热器对水体热环境的影响及水文状况对地表水换热器传热效果的影响。最后,指出闭式地表水换热器的换热效果与多种因素有关,在应用闭式地表水换热器时,必须结合当地实际情况,采用多种措施,保证其最终达到最优的传热效果。

本文重点对板式换热器传热、流动阻力进行了研究,其中包括总传热系数、换热方程、传热系数、流动阻力等内容。重点分析了板式换热器在地热供暖系统中选取的原则,如板片材料、板片形式、单板面积、流速、流程的选取等。在综合考虑技术、经济、环境效益及节能的基础上, 论述了对板式换热器进行优化设计的方法。本文利用计算机进行优化设计,已达到在给定工况下换热器所需板片面积最小的优化设计目标,在相当宽的参数范围内任意挑选并快速找到最理想的设计方案。

为了提高换热器效率,节约原材料和减少能源消耗,从流场和温度场相互配合的角度出发对管壳式换热器结构作用研究,设计出一种独特的结构形式,即壳程介质入口封头设置固定螺旋形折流板、介质出口封头设置旋转螺旋片,采用强化传热椭圆断面换热管加工成螺旋形组成管束作为主要换热元件,改变换热器的结构形式和流程,形成椭圆螺旋管束全逆程螺旋流管壳式换热器(杨氏换热器),是管壳式换热器的第四代雏形。

利用数值模型模拟一组地埋管换热器(BHE)的可持续性和可再生性。FRACTure软件可用于模拟,其包含三维瞬时、耦合热量和质量传递,岩石力学和岩/水相互作用。该软件还带有半自动网格生成器。模拟一组6个100m深的地埋管换热器超过100年的长期热特性(热的提取/恢复)。地埋管换热器的间距为7.5m。根据热泵总运行时间1800h/a及每月不同的供热需求进行模型模拟。