国家教育部博士点基金(20110201120052)
- 作品数：16 被引量：122H指数：8
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- 相关机构：西安交通大学河南城建学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程建筑科学更多>>
- 旋梯式螺旋折流板换热器换热性能的实验研究被引量：7
- 2015年
- 目前普遍使用的螺旋平面折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处存在X形的内外两个三角漏流区，严重影响了换热器性能的提高。采用旋梯式折面折流板替代平面折流板后，由于旋梯式折面折流板两侧的折弯面能使相邻两块折流板密切接触，封闭了三角漏流区，改善了壳程流场。实验结果表明，旋梯式螺旋折流板换热器相比于螺旋平面折流板换热器，总传热系数平均增加21．4％，壳侧传热系数平均增加27．3％，而压降增加引起的泵耗功率增量为2~80W。换热器的热性能因子提高了14．8％~24．2％，平均增加19．5％。此外，旋梯式螺旋折流板换热器具有定位和安装简单方便等优点。本研究结果对于换热器的节能优化具有重要的指导意义。
- 文键杨辉著薛玉兰童欣王斯民
- 关键词：螺旋折流板换热器换热强化
- 换热器的(火积)理论强化传热评价准则研究被引量：7
- 2016年
- 对于现有的(火积)理论只考虑了换热器换热量或传热温差的影响,而没有考虑压降和泵功的问题,分析和推导得出两种新的(火积)评价指标ET/EP2/3和ET/EP,并命名为EPEC(entransy performance evaluation criterion)指标,分别表征了单位压降和单位泵功下的换热量,这对换热器传热强化性能评价工作具有重要的参考价值。同时,对18°和27°平面螺旋折流板换热器和折面螺旋折流板换热器的实验结果分别进行了基于热力学第一定律、热力学第二定律以及新的(火积)理论评价指标的分析,研究表明:ET/EP2/3和ET/EP与单位压降和单位泵功下的换热量随有效度的变化趋势基本一致,验证了新评价指标的有效性和可靠性。不同评价指标均从不同方面反映了换热器的性能,同时也说明了不同评价指标之间的差异和针对不同换热器不同工况统一标准的必要性。
- 王斯民王萌萌顾昕简冠平文键
- 关键词：螺旋折流板换热器可靠性
- 带有导流翼的板翅式换热器封头结构优化研究被引量：11
- 2013年
- 针对板翅式换热器封头内部流场分布不合理和流道流量不均匀分配的现象,提出了一种新型导流翼封头结构的改造方案。采用CFD方法对该封头结构改进前后的流场进行数值计算与分析,证明了导流翼的应用使换热器封头流道的流量分配的均匀性得到很大改善,使得封头内部流场分布更加合理。模拟研究还发现通过改变导流翼片的安装参数可有效地改善换热器封头内部物流分配特性,当导流翼角为70°、翼片顶端安装距离为6 mm时为最佳导流翼片结构安装参数组合,文中原始模型的模拟结果与相关文献中封头的实验结果数据吻合很好,从而验证了该数值模拟研究中物理模型与数值模型的合理性与准确性,此封头结构的研究结论对板翅式换热器的优化设计具有重要意义。
- 王少华文键李亚梅厉彦忠王斯民
- 关键词：板翅式换热器封头
- 板翅式换热器S弯改进型封头的性能研究被引量：9
- 2014年
- 物流分配的不均匀性是导致板翅式换热器性能下降的主要因素。本文提出A、B、C 3种改进型的S弯封头结构,采用数值模拟方法,比较了原始封头和改进型封头出口流体分布的均匀性。结果表明,3种改进型封头物流分配的均匀性较原始封头都有很大程度的提高,其中绝对不均匀度和相对不均匀度的降幅均超过80.0%,极值比的降幅均超过40.0%。说明S弯改进型封头在降低物流分配不均匀性上很有成效,且C型封头在目前的工况下要优于其余的两种改进型结构。
- 王斯民许世峰王萌萌薛玉兰文键
- 关键词：板翅式换热器物流分配不均匀度
- 板翅式换热器平直翅片表面流动及传热特性被引量：26
- 2012年
- 为了提高板翅式换热器的换热性能,采用CFD数值模拟方法,研究了翅片结构参数和入口Re数对板翅式换热器平直翅片的表面传热与流动阻力特性的影响。研究结果表明:当流体被加热时,翅片通道内部靠近固体壁面的流体温度较高,通道中心主流体区温度较低。流体在翅片通道内的温度分布呈一定梯度,靠近一次表面的流体温度梯度较大,而靠近二次表面的流体温度梯度较小。随着翅片高度和翅片间距的增加,平直翅片的表面传热因子和摩擦因子增大。而且,增加翅片的厚度,可在一定程度提高其换热性能,但翅片厚度存在一个最优值。研究结果可为板翅式换热器的优化设计提供理论指导。
- 文键李亚梅王斯民厉彦忠吴晨龙
- 关键词：板翅式换热器平直翅片表面性能数值模拟
- 螺旋折流板换热器换热强化的数值研究被引量：14
- 2014年
- 针对目前常用螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块折流板结构而严重影响换热器性能的问题,提出了一种旋梯式折面折流板新结构,用来封闭原始折流板之间的三角漏流区,使壳程流体接近连续的螺旋状流动.模拟结果表明：采用旋梯式折面折流板代替原始的扇形折流板后,换热器壳程流体的切向和径向速度大幅提升,轴向速度略有降低;换热器总传热系数增加51.7％～66.1％,壳程压降增加159.8％～186.2％,换热器的热性能因子提高了10.4％～17.0％,平均增加14.1％.采用旋梯式折面折流板能有效提高螺旋折流板的换热性能,且具有定位和安装简单、方便等优点,对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义.
- 文键杨辉著杜冬冬薛玉兰王萌萌王斯民
- 关键词：螺旋折流板换热器节能优化换热强化
- 螺旋折流板换热器三角区漏流阻塞的实验研究被引量：5
- 2014年
- 目前普遍使用的螺旋折流板换热器壳程的一个螺距主要采用4块平面折流板结构，但在相邻两块折流板的直边搭接处存在顶角相对的两个三角漏流区，使壳程流体偏离理想的螺旋流，严重影响了换热器的性能。采用折面折流板结构，可以封闭原始折流板之间的外侧三角漏流区，使壳程流体更接近连续的螺旋流动。实验结果表明，采用折面折流板代替原始的平面折流板后，换热器总传热系数增加6．7％～19．1％，平均增大16．9％，表明此折面折流板能有效提高螺旋折流板换热器的换热性能。虽然壳程压降也随之增大，但带来的泵耗功率增量非常有限。换热器的热性能因子均大于1．0，平均值为1．071，表明结构改进后的换热器，其综合性能平均提高7．1％。基于实验数据，拟合了结构改进前后的换热器壳程传热系数和阻力系数的相关实验关联式。研究结果对于换热器的节能优化具有重要的指导意义。
- 王斯民明玉生陈亢张早校文键薛玉兰
- 关键词：螺旋折流板换热器传热
- 无短路区新型螺旋折流板换热器换热性能的实验研究被引量：14
- 2012年
- 为了消除目前在工业过程中大量使用的螺旋折流板换热器壳程的三角区漏流,首次采用折面折流板代替平面折流板,对其进行了结构改进.通过采用折面折流板,封闭了相邻两块平面折流板在搭接处产生的三角形豁口,消除了由于豁口导致的壳程短路流道,从而改进了换热器壳侧的流场.实验结果表明,用折面折流板代替平面折流板后,换热器的总传热系数增加了7.9%～9.7%,有效地提高了换热器的换热性能.虽然换热器壳程的阻力损失有所增加,但泵耗功率的增量小于2W,相对于换热量的增加可以忽略不计.此项研究对于换热器的节能优化设计具有重要的指导意义.
- 王斯民文键
- 关键词：螺旋折流板换热器流场优化节能
- 基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化被引量：5
- 2016年
- 首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取50%搭接的18°和27°的螺旋平面折流板换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象,且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验数据进行了分析。结果表明:随着有效度和传热单元数的增加,火积耗散数均减小。18°螺旋折流板换热器的性能明显优于27°螺旋折流板换热器,且在有效度或传热单元数相同的情况下,改进后的螺旋折面折流板换热器的性能也均优于螺旋平面折流板换热器。火积耗散理论与PEC准则分析结果的一致性,证明了火积理论对螺旋折流板换热器性能分析的适用性。同时发现,传热火积耗散数的大小是阻力火积耗散数的上千倍,说明传热火积耗散在总火积耗散中占重要地位。这对火积理论应用于螺旋折流板换热器的传热和阻力性能研究具有重要意义。
- 王斯民王萌萌顾昕简冠平文键
- 关键词：螺旋折流板换热器传热
- 基于火积理论的螺旋折流板换热器的优化结构分析被引量：2
- 2019年
- 为了比较平面螺旋折流板换热器和折面螺旋折流板换热器的传热和阻力性能,应用了换热器常用评价标准PEC准则和火积理论对两种换热器实验结果进行了分析,同时采用火积耗散极值原理对两种换热器的传热火积耗散率、阻力火积耗散率以及总火积耗散率进行了对比。结果表明:火积耗散理论分析换热器性能的结果与传统换热器评价标准PEC准则相符,说明了火积耗散理论的可靠性;折面螺旋折流板换热器的综合性能得到了有效的改进,火积耗散率也均优于原始结构,表明折面螺旋折流板换热器的性能得到较大改善;两种换热器传热火积耗散率值要远远大于阻力火积耗散率,约为阻力火积耗散率的一千余倍,说明传热损失为换热器的主要不可逆损失。
- 刘海燕王萌萌金劲涛顾昕
- 关键词：螺旋折流板换热器
