正弦波紋翅片表冷器傳熱及阻力特性實(shí)驗(yàn)

在風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)8種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的百葉窗翅片進(jìn)行傳熱和流動(dòng)阻力的性能試驗(yàn)。分析比較了翅片長(zhǎng)度、翅片間距、翅片高度對(duì)其傳熱和阻力性能的影響,其中翅片長(zhǎng)度和翅片間距對(duì)無(wú)量綱傳熱j因子和摩擦阻力f因子影響較大,翅片高度影響較小。同時(shí)采用3j/f因子綜合評(píng)價(jià)了8種翅片的強(qiáng)化傳熱效果。結(jié)果表明,翅片長(zhǎng)度對(duì)強(qiáng)化傳熱影響最為顯著。圖6表1參10

在風(fēng)洞試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)20種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的扁管百葉窗翅片進(jìn)行了傳熱和流動(dòng)阻力性能試驗(yàn),分析比較了翅片間距和翅片高度對(duì)其表面對(duì)流換熱系數(shù)和空氣阻力性能的影響。同時(shí)通過(guò)對(duì)20種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)百葉窗翅片的336個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行多元回歸和f顯著性檢驗(yàn),獲得了j因子和f因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。在re_(lp)=200～3000范圍內(nèi),j和f因子經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式擬合的最大誤差范圍分別為±10%和±12%,絕對(duì)平均偏差分別為4.1%和5.6%。

水流速對(duì)表冷器傳熱系數(shù)影響的分析——通過(guò)能量守恒原理，推導(dǎo)出了表冷器傳熱系數(shù)與水流速的關(guān)系式；通過(guò)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)，分析了表冷器傳熱系數(shù)的變化趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)表明，水流速的增大能增強(qiáng)表冷器的傳熱效果，但傳熱系數(shù)隨水流速的增大而增大的趨勢(shì)變緩。

通過(guò)對(duì)鋼制橢圓管矩形翅片的不同管徑、不同翅片間距的空冷傳熱元件進(jìn)行熱力及阻力性能試驗(yàn),給出了相應(yīng)的傳熱關(guān)聯(lián)方程式及阻力方程式,可供工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。

對(duì)現(xiàn)有東風(fēng)４ｂ型機(jī)車(chē)中冷器扁管強(qiáng)化板芯沖孔立刺強(qiáng)化板芯進(jìn)行了傳熱傳質(zhì)比擬實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：沖孔立刺強(qiáng)化板芯使傳熱增強(qiáng)，但阻力增加程度較大．在相同泵功率條件下，傳熱強(qiáng)化作用甚微．

軋片式鋁翅橢圓鋼管空氣冷卻器具有傳熱性能高,阻力系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于干旱缺水地區(qū)的空冷發(fā)電廠(chǎng)和大中型變壓器等。給出了這種強(qiáng)化傳熱管束的試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。

采用污垢熱阻動(dòng)態(tài)試驗(yàn)法對(duì)波紋管和光管的流動(dòng)阻力、污垢性能和傳熱性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,用氯化鈣和碳酸鈉配制硬度為800mg/l的硬水,在流速為0.25m/s,水浴溫度為60℃的條件下,對(duì)兩者析晶污垢進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn).兩套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)都在一個(gè)恒溫水浴內(nèi),設(shè)備系統(tǒng)的主體用兩根管模擬換熱器,一根為光管,另一根為波紋管.實(shí)驗(yàn)中,水泵將工作介質(zhì)由低位水箱送至高位水箱,高位水箱向?qū)嶒?yàn)管分別同時(shí)提供水源,通過(guò)溢流式水位調(diào)節(jié)器保持恒定的水位.結(jié)果表明,波紋管具有良好的抗垢性能,表現(xiàn)出誘導(dǎo)期長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)速率慢、污垢熱阻小等優(yōu)點(diǎn);其平均傳熱系數(shù)都大于光管,表現(xiàn)出了良好的強(qiáng)化傳熱特性.

以空氣冷卻器為研究對(duì)象,采用ansys有限元分析軟件,選用合適的傳熱模型和邊界條件,模擬了翅片表面的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)。模擬及試驗(yàn)結(jié)果表明,與平翅片的空氣冷卻器相比,由于間斷型翅片的速度場(chǎng)與溫度梯度協(xié)同性好,強(qiáng)化了空氣側(cè)換熱,并且空氣側(cè)傳熱因子的增長(zhǎng)率高于阻力系數(shù)的增長(zhǎng)率,應(yīng)用在空調(diào)工程中可以起到了節(jié)能作用。

對(duì)汽車(chē)上常用的百葉窗式換熱器的傳熱過(guò)程進(jìn)行了分析,建立了翅片內(nèi)導(dǎo)熱與翅片間耦合對(duì)流換熱的物理數(shù)學(xué)模型,并采用數(shù)值分析方法對(duì)該耦合傳熱問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算.計(jì)算結(jié)果揭示了百葉窗翅片換熱器內(nèi)部的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和換熱狀況.與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果相比,數(shù)值計(jì)算的百葉窗翅片換熱器通道阻力和換熱系數(shù)顯示出與實(shí)測(cè)值更好的一致性.

為了得到u型翅片管換熱器傳熱單元數(shù)計(jì)算式,以u(píng)型翅片管換熱器為研究對(duì)象,通過(guò)建立翅片管換熱模型,推導(dǎo)出了逆流和順流2種流體流動(dòng)趨勢(shì)的傳熱單元數(shù)計(jì)算式(ntu計(jì)算式).分別采用推導(dǎo)出的傳熱單元數(shù)計(jì)算式(ε-ntu法)和前人推導(dǎo)出的平均溫差關(guān)系式(lmtd法)計(jì)算u型翅片管傳熱系數(shù),并進(jìn)行對(duì)比分析.結(jié)果表明,當(dāng)進(jìn)水溫度為45～60℃,熱水流量為30～110kg/h時(shí),由ε-ntu法和lmtd法計(jì)算出來(lái)的翅片管傳熱系數(shù)相差很小.所推導(dǎo)出來(lái)的u型翅片管換熱器傳熱單元數(shù)計(jì)算式是合理的.

介紹了一種自行研制的空調(diào)表冷器熱工性能測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有空氣調(diào)節(jié)處理過(guò)程實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造制得。在壓縮機(jī)和節(jié)流閥之間裝設(shè)套管式蒸發(fā)器,制得冷凍水,經(jīng)水泵送入表冷器中,與空氣進(jìn)行換熱后重新返回套管式蒸發(fā)器中。通過(guò)溫控器實(shí)現(xiàn)表冷器入口冷凍水溫度的控制,表冷器進(jìn)出口冷凍水溫通過(guò)布置熱電偶進(jìn)行測(cè)量,冷凍水流量通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,利用原有干濕球溫度計(jì)測(cè)量空氣進(jìn)出口干濕球溫度,進(jìn)而在不同工況下實(shí)現(xiàn)表冷器析濕系數(shù)、熱交換效率、接觸系數(shù)和換熱量的測(cè)試。依據(jù)測(cè)試結(jié)果分析風(fēng)量、風(fēng)速、冷凍水流量對(duì)表冷器熱工性能的影響。

無(wú)論在帶混合凝汽器或表面凝汽器的間接空冷系統(tǒng)以及直冷凝汽器中，無(wú)論散熱器如何布置，都普遍存在著進(jìn)口空氣與散熱器不正交的問(wèn)題。本文通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)關(guān)于進(jìn)風(fēng)角度對(duì)散熱器熱力、阻力特性的影響及其變化規(guī)律得出了結(jié)論。

無(wú)論在帶混合凝汽器或表面凝汽器的間接空冷系統(tǒng)以及直冷凝汽器中，無(wú)論散熱器如何布置，都普遍存在著進(jìn)口空氣與散熱器不正交的問(wèn)題。本文通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)關(guān)于進(jìn)風(fēng)角度對(duì)散熱器阻力，阻力特性的影響及其變化規(guī)律得出了結(jié)論。

r134a在水平直齒外翅片管表面冷凝傳熱實(shí)驗(yàn)研究——對(duì)r134a在水平直齒外翅片管表面冷凝傳熱理論研究的基礎(chǔ)上，利用用計(jì)算機(jī)建立了傳熱數(shù)學(xué)模型，并在實(shí)驗(yàn)室中用5根紫銅外翅片銅管進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明該理論數(shù)學(xué)模型在一定范圍內(nèi)的預(yù)測(cè)值是準(zhǔn)確的。

空冷散熱器為電站間接空冷系統(tǒng)的主要設(shè)備,研究空冷散熱器翅片管束的流動(dòng)傳熱特性,對(duì)于電站間冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與高效運(yùn)行具有重要意義。對(duì)間接空冷系統(tǒng)空冷散熱器常用翅片管束流動(dòng)傳熱性能進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過(guò)計(jì)算獲得了空冷散熱器冷卻空氣流動(dòng)阻力和平均對(duì)流換熱系數(shù)隨迎面風(fēng)速的變化規(guī)律,擬合得到了摩擦因子與努賽爾特?cái)?shù)隨雷諾數(shù)的變化關(guān)系。利用對(duì)流換熱的綜合性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(performanceevaluationcriteria,pec),即nu/f1/3,對(duì)6種翅片管束的流動(dòng)傳熱性能進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,隨迎面風(fēng)速增加,空氣對(duì)流換熱增強(qiáng),壓降增加,翅片管的對(duì)流換熱系數(shù)隨之升高,摩擦因子降低,但是換熱系數(shù)的增加幅度小于壓降的增加幅度。forgo型翅片管束綜合流動(dòng)傳熱性能優(yōu)于橢圓型管束。本文研究結(jié)果為電站間冷系統(tǒng)空冷散熱器的選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。

針對(duì)傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)計(jì)方法中空氣狀態(tài)參數(shù)僅依賴(lài)焓濕圖而與空氣調(diào)節(jié)設(shè)備能力脫節(jié)的問(wèn)題,給出了針對(duì)不同空調(diào)表冷器的降溫除濕能力圖。該圖不僅可以反映常規(guī)焓濕圖所反映的室內(nèi)空氣干球溫度、含濕量、相對(duì)濕度、比焓等狀態(tài)參數(shù),還可以反映某一型號(hào)空調(diào)表冷器的顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷處理能力,從而可以方便地顯示空調(diào)末端的整個(gè)空氣調(diào)節(jié)過(guò)程,并可以確定某一型號(hào)空調(diào)表冷器在不同室內(nèi)空氣熱濕負(fù)荷下處理室內(nèi)空氣的穩(wěn)定工況點(diǎn)。

對(duì)電站空冷凝汽器矩形翅片橢圓管空氣側(cè)的流動(dòng)與傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了翅片上有無(wú)擾流孔兩種情況下矩形翅片表面的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布規(guī)律。對(duì)影響空氣側(cè)傳熱和流動(dòng)性能的因素,包括擾流孔數(shù)、擾流孔尺寸、擾流孔位置進(jìn)行了優(yōu)化分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著擾流孔數(shù)的增加,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力逐漸增加,在一定范圍內(nèi),換熱量也不斷增加;隨著擾流孔的尺寸增大,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力均增大,但是總換熱量減少;相對(duì)來(lái)說(shuō),擾流孔的位置對(duì)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力的影響不大。

對(duì)一種先進(jìn)的強(qiáng)化換熱元件--齒型螺旋翅片管束進(jìn)行了傳熱及通風(fēng)阻力特性試驗(yàn)研究,試驗(yàn)用直接法進(jìn)行,得出受潔凈氣流沖刷時(shí)該管束傳熱特性關(guān)聯(lián)式和通風(fēng)了阻力特性關(guān)聯(lián)式,并將該種型螺旋翅片管束的性能與相同結(jié)構(gòu)的整體型旋翅片管束進(jìn)行了比較。

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得了翅片管的溫度分布,得出這種新型散熱器翅片管的自然對(duì)流換熱規(guī)律。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理得到了肋壁平均換熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。分析了翅高比、翅片夾角對(duì)平均換熱系數(shù)、平均輻射換熱系數(shù)的影響。以金屬熱強(qiáng)度最大為目標(biāo)函數(shù),采用解多變量最優(yōu)化問(wèn)題的坐標(biāo)輪換法得出了該形式翅片管的最佳結(jié)構(gòu)尺寸。

對(duì)波紋管管束的管程和殼程壓降、流阻、努塞爾特?cái)?shù)及綜合性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,且給出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,并由此提出了通常的實(shí)驗(yàn)研究與實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在流量相同條件下,波紋管的壓降、流阻、努塞爾特?cái)?shù)均高于光管,但綜合性能指標(biāo)顯著高于光管,說(shuō)明波紋管是一種高效強(qiáng)化傳熱元件。

正弦波紋腹板工字型截面構(gòu)件是一種具有良好的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性的新型構(gòu)件。文章采用虛功法原理計(jì)算正弦波紋腹板工字型截面梁的撓度,給出了正弦波紋腹板工字型截面梁在兩端簡(jiǎn)支和兩端固支情況下在跨中集中力和均布荷載作用下的梁的撓度計(jì)算公式;采用有限元方法分析了正弦波紋腹板工字型截面梁在荷載作用下的位移,并和文章推導(dǎo)的撓度計(jì)算公式進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:正弦波紋腹板工字型截面梁在計(jì)算撓度時(shí)需注意剪應(yīng)變引起的梁的變形;同時(shí),理論公式計(jì)算值和有限元計(jì)算數(shù)值解吻合較好。

詳細(xì)介紹了軟件正弦波音頻信號(hào)發(fā)生器的開(kāi)發(fā)。給出了windows下基于pcm的一個(gè)正弦波音頻信號(hào)發(fā)生器的實(shí)例和相關(guān)的vc++6.0下的程序代碼。