传热强化

摘要： 实验研究了氧化石墨烯(GO)纳米流体对脉动热管(PHP)传热性能的影响。结果表明:充液率、浓度及加热功率显著影响脉动热管的传热性能。在小充液率(FR=30%)时,PHP更多是在重力辅助热虹吸管以及脉动热管的共同作用下工作,热阻较低,但容易烧干;添加GO纳米颗粒可改善流体传热性能,降低PHP热阻,延缓烧干;尤其在质量分数0.05%~0.08%、加热功率10~50W时热阻可比纯水降低38.1%~74.1%;在质量分数0.08%~0.1%时,烧干极限Q_(max)可比纯水提高33%。在大充液率(FR=80%)时,气相空间受限,流体运动阻力较大,PHP整体运行性能较差。添加GO纳米不能明显改善PHP传热性能,在高浓度(质量分数0.1%)时还会恶化传热性能。综合考虑热阻及烧干极限,PHP在中等充液率(FR=50%)时整体运行性能最佳;且存在一个合适的工作范围(质量分数0.03%~0.08%,加热功率20~105W),使PHP热阻比纯水下降18.9%~54.4%之间,强化作用明显。最后,在实验基础上,综合应用Ku、Pr、Ja、Bo、Mo等量纲为1数组合,拟合得到实验关联式预测GO/水PHP传热性能,适用于30%~80%充液率下,质量分数0~0.1%的GO/水纳米流体脉动热管。

摘要： 综述了目前业内的一些新型换热器的结构设计和优化结果,重点介绍了新型换热器的结构和传热效果的强化机理。结论如下:使用泡沫金属和热管虽然会抑制自然对流但会大幅度提高导热性能,对传热的强化效果显著;换热面积更大,四重管比三重管更具换热优势;螺旋管节距随温度梯度变化时具有更好的温度均匀性;弯折板式换热器性能优异且占地面积小;管壳式换热器换热效果好、结构简单、工业应用前景更为广泛。

摘要： 针对海洋温差能驱动的储热式潜航器存在传热效率低的问题,该文进行了储热室结构传热强化模拟研究,对储热室内相变过程进行仿真分析,提出储热室结构优化设计方法。与常见的圆柱形储热室结构相比,中通圆柱结构及带孔翼形结构储热室可以有效地将相变材料的相变时间缩短31%及15%,有效地提高了潜航器储热室的传换热效率。

摘要： 能源桩能够充分利用混凝土良好导热性能,与周围土体进行换热.为了增强能源桩传热特性,向能源桩内添加高导热系数的石墨粉而制备出石墨混凝土桩体材料,并研究其导热及力学性能.结果表明,随着石墨体积比的增大,石墨混凝土试块导热系数呈加速上升趋势.当石墨体积比增至8％(占混凝土体积分数),其导热系数上升至2.73W/(m·K);抗压强度随着石墨体积比的增大而降低.与纯混凝土相比,添加5％石墨的混凝土,其导热系数增长近1倍,抗压强度下降23％,此添加率下的石墨添加方案为传热强化与强度下降的合理方案.COMSOL软件的有限元数值模拟结果也证明,添加5％石墨混凝土的能源桩的换热能力较普通能源桩更强.

摘要： 基于低温下竖直平板冷凝的实验平台,建立了氮氖混合蒸气冷凝的数值模型,并完善了混合物冷凝过程中的两相扩散系数,模拟结果与实验数据吻合良好.分析了混合物中组分浓度场和气液两相场的分布特征,揭示了液膜上方高浓度氖气扩散层阻碍气液界面传质过程的机理.对比了不同的冷凝温差,进口氖气浓度和主蒸气速度对于混合蒸气冷凝过程的影响.模拟结果表明气液界面的平均传质速率受到冷凝过程的传热温差和气相扩散层内的浓度梯度控制,而壁面平均传热系数则受到液膜厚度和流速影响.通过降低混合蒸气中的氖气浓度和提高混合蒸气的速度可以提升氮氖混合蒸气冷凝传热性能.

摘要： 微尺度核态沸腾传热在电子信息工业和微电子机械系统等领域有着重要的应用.使用数值模拟的方法对微尺度核态沸腾过程进行研究很好的解决了由实验方法带来的诸多问题.尤其介观方法,即格子Boltzmann方法,既无需人为设置核化点,又能完整复现沸腾过程气泡成核、 长大、 聚并等动力学行为和相变传热特性,相较于宏观方法和微观方法具有显著优势.就沸腾相变传热机理而言,微尺度核态沸腾的传热强化技术主要包括构建表面微结构和修饰表面润湿性.其中,表面微结构为核态沸腾的成核提供了有利条件,同时又增大了传热面积.表面做疏水处理有利于提高核态沸腾气泡生成速度,且起始沸腾点较低,在低热负荷条件下传热效果更好.而亲水表面能够达到更高临界热流密度.因此,对微结构表面进行润湿性改性是进一步提升核态沸腾换热性能可行方向.

摘要： 糖蜜酒精废液COD高、黏度高、处理难度大,较为理想的多效蒸发浓缩焚烧处理技术依然有较大的传热阻力.对此,本文采用螺纹管替代光滑管来强化传热,在近似实际工况下,光滑管作参照,测试不同管参数螺纹管的传热性能.实验证实,螺纹管可显著地强化高黏度、低Re时糖蜜酒精废液的传热.本文还采用Fluent软件对过程进行数值模拟,准确直观地再现了螺纹管传热强化的微观现象,解释了螺纹管内凸肋和外凹槽对管内外流体的传热强化机理.

摘要： 气泡广泛存在于石油化工、食品加工、冶金等工业过程的原因之一就是能起到强化传热的作用,因此研究气泡上升运动和传热强化间的作用机理具有重要意义.使用流体体积(VOF)法,详细研究了不同E?tv?s(Eo)数、Gallilei(Ga)数和气泡初始位置下,气泡对近壁流体对流传热的影响(对无量纲壁面瞬时Nu的影响),并分析了对温度场和速度场的影响.结果表明:气泡在近热壁面上升时,直接影响了壁面Nu的大小;Eo数越大,气泡的横向尺寸越大,其对流场造成的扰动越大,因此传热强化效果越明显,传热强化的影响范围也越宽;Ga数越大和气泡初始距热壁面越近,气泡初始位置附近区域的传热强化效果越好,但对气泡所处位置临近区域的传热效果影响不大.分析发现,气泡上升过程产生旋向相反的对涡影响了冷热流体的流动状态,引起了热边界层厚度的改变,最终改变了壁面附近流体的对流传热效果.

摘要： 管壳式换热器是目前工业上应用最广泛的换热器类型之一。本文综述了管壳式换热器中高黏流体传热过程强化技术的研究进展,分析了各种传热强化技术的优势与不足。针对高黏流体在管程与壳程内呈层流或过渡流,在传热面处流速慢、扰动弱,传热过程存在传热效率低、传热不均等问题,指出减薄层流热边界层厚度或破坏其发展及增强径向流动混合是强化高黏流体传热的关键。使用管内插入物、对换热管进行螺旋、弯曲及紧凑排列或使用高效的折流板有利于减薄层流边界层厚度,强化径向混合,进而提升传热性能。但在有效提升传热性能的同时也会显著增加流动阻力,难以有效提升换热器的综合性能。高传热与低流阻特性兼备的高黏流体传热强化技术是研究的主要方向,同时向换热器结构简单化与综合性能更优化的方向发展。

摘要： 石墨烯作为一种新兴的平面二维纳米结构材料,具有非常独特的理化特性,将石墨烯均匀地分散到各种用于换热的流体介质中所制备的纳米流体,与常规的基础流体相比,在强化传热方面具有极大的优越性和广泛的应用前景.本文介绍了石墨烯纳米流体的制备方法及其影响因素,分析了石墨烯纳米流体的流动与传热特性,总结了纳米流体的应用现状,最后指出了石墨烯纳米流体存在的问题,并对其发展前景进行了展望.

摘要： 本文主要简述了作者近年来所从事的高效传热强化技术以及装备结构完整性研究,以期解决高参数工况(高温、高腐蚀、高含尘等)下节能装备既要高效低阻,又要保证安全的技术瓶颈.其中,前者通过提高传热效率,强化传热的方式加以实现,并逐步应用于太阳能吸热器和微通道反应器中,在提高能源利用效率的同时,实现余能的回收利用.而后者则在发展表面强化技术的同时,实现在役设备性能的微损分析和寿命预测,以保证节能装备在高效率下的安全生产.以此为基础,研究主要从高效传热强化(塔式太阳能吸热器传热性能研究、微通道传热流动传热特性研究)及节能装备结构完整性(表面强化技术研究、基于小冲孔试验的材料性能预测方法)两个方面展开.

摘要： 为了寻求土壤源热泵地下埋管传热强化及其控制的有效措施，依据相似理论搭建了地下埋管换热性能模型试验台，通过地下埋管换热器换热性能的实验测试，分析了不同回填材料、不同间歇运行控制模式以及不同进口温度对地下埋管换热器周围土壤温度场及换热性能的影响。结果表明：导热性能好的回填材料能有效提高地埋管的换热能力,但考虑到两支管间热短路的增加，回填材料导热系数并非越大越好。同时，开停比为1:1和2:1间歇运行控制模式下的换热量比连续运行模式下分别高7%和18.8%。此外，当流体进水温度由22°C增加到35°C时，单位换热量由56.6W/m增加到66.4W/m，增幅为17.4%。研究结论对改善地下埋管换热器传热性能具有重要的指导意义。

摘要： 本文在低雷诺数下，以具有正交波纹的一种新型对流传热强化流道为对象，研究与分析其几何参数对于流道内流体流动与传热特性。采用正交实验的方法设计了参数组合，应用周期性单元流道的方法，研究流道内流动与传热充分发展段的特性。结果表明，受流道的影响和流体黏性力的作用，流道参数波纹高度与长度之比a/l值和波纹高度与流道截面宽度或高度之比a/w或a/h值，对流道特性有较大的影响。当a/l值较小时，波纹对流体的扰动较小，强化传热的效果会较小。当a/l值较大时，流道中波纹对流体的扰动相对较大，流线在流道中的变化较大，有利于传热。应优先选择恰当的a/l值，并对管内强化对流方式下的传热和流动阻力的综合热力性能进行了评价。

摘要： 根据低雷诺数下传热强化原理，本文提出了在流体流动方向具有正交波纹的一种新型混沌对流传热强化流道。结构在流体流动方向具有几何周期性，采用周期性单元流道的方法研究正交波纹流道内流动与传热充分发展段的特性，并对数值计算方法进行了实验验证。在较低雷诺数下，通过流道内的流动与传热特性进行分析，发现即使在较小的雷诺数下，流体的湍动程度增大，提高了流体间混合，促进流道中间冷、热流体热量交换，流道内的温度分布也较均匀，传热得到了明显的强化。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究。讨论了蓄热系统性能的评价方法。基于多孔介质局部热平衡理论，建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模拟模型，研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构以及工况参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律，并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究。结果表明：与熔融盐单相流体斜温层（无填充多孔介质）蓄热系统相比，多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状，采用单位体积热容量(ρc)s大于(ρc)f，孔隙率Φ小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度。揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性，为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供重要依据。

摘要： 本发明提供了一种强化沸腾传热的浸润性温敏自适应换热表面及其制备方法、强化沸腾传热方法，涉及强化沸腾传热技术领域，所述浸润性温敏自适应换热表面包括换热基底和置于所述换热基底上的热释电材料纳米层。本发明解决了现有方法通过材料相变来改变亲/疏水性，马氏体相变温度和低临界溶液温度一旦确定，所构成的表面都只有一对亲水和疏水态的技术问题，本发明将热释电材料作为的换热表面应用于沸腾两相换热系统中，可实现浸润性自适应温度改变，这种浸润性温敏自适应的换热表面可以利用沸腾两相换热系统中的壁面温度波动，实现汽泡扩散区的换热效率的提高和汽泡聚集区的沸腾危机的抑制，应用前景广阔。

摘要： 本发明公开了一种具有强化传热元件的换热管的管内强化传热元件制造工艺，制造工艺包括敷焊环节和研磨环节，敷焊环节通过敷焊设备实现，研磨环节通过研磨设备实现，敷焊设备包括控制台、激光电源、工艺气体控制柜、电气和电子控制柜、激光头、驱动卡盘、送粉器、行走装置、中间托架和托架；研磨设备包括旋转装置、冷却液输送装置、磨具旋转驱动装置、带磨料研磨刷、转杆和连接杆。

摘要： 本发明提供了一种强化沸腾传热的浸润性温敏自适应换热表面及其制备方法、强化沸腾传热方法，涉及强化沸腾传热技术领域，所述浸润性温敏自适应换热表面包括换热基底和置于所述换热基底上的热释电材料纳米层。本发明解决了现有方法通过材料相变来改变亲/疏水性，马氏体相变温度和低临界溶液温度一旦确定，所构成的表面都只有一对亲水和疏水态的技术问题，本发明将热释电材料作为的换热表面应用于沸腾两相换热系统中，可实现浸润性自适应温度改变，这种浸润性温敏自适应的换热表面可以利用沸腾两相换热系统中的壁面温度波动，实现汽泡扩散区的换热效率的提高和汽泡聚集区的沸腾危机的抑制，应用前景广阔。

摘要： 本发明公开了应用于微元回热系统的强化传热结构及强化传热方法，其中，应用于微元回热系统的，包括磁热性工质一、磁热性工质二和导热润滑块，磁热性工质一具有第一放热面，内部填充有导热材料；磁热性工质二具有第一吸热面，内部填充有导热材料；导热润滑块位于磁热性工质一和磁热性工质二之间，导热润滑块具有与第一放热面接触的第一面和与第一吸热面接触的第二面。本发明通过磁热性工质内填充导热材料，导热材料的导热性优于纯磁热性材料，优化磁热性工质内部的导热性能；可以在减少回热损失，提高回热效率的同时减少磁制冷机在回热过程中耗费的时间，从而可以提高磁制冷机运行的频率。

摘要： 本发明公开了一种强化传热装置及强化传热方法，该强化传热装置包括电源组件、壳体和导电传热板；壳体与导电传热板固定连接并围合形成一容置腔体，容置腔体内填充有由导热颗粒和传热流体组成的混合传热工质；电源组件的两极分别与导电传热板和混合传热工质电性连接。通过以上方式，本发明强化传热装置在使用过程中通过电源组件向导电传热板和混合传热工质之间施加交流电压，并通过控制电压调控导电传热板/汽泡/混合传热工质形成的三相接触线附近扰动，强化传热，同时可有效抑制混合传热工质中导热颗粒在传热壁面沉积，保持导热颗粒对三相接触线持续、均匀稳定的扰动，结构简单，成本低。

摘要： 本发明公开了一种主动式强化传热装置及主动式强化传热方法，该主动式强化传热装置包括壳体、传热板、阴极电极和阳极电极；其中，壳体与传热板固定连接并围合形成一容置腔体，容置腔体内填充有电解质溶液；阴极电极设于传热板朝向容置腔体的表面上；阳极电极插设于电解质溶液中。通过以上方式，本发明主动式强化传热装置通过有源强化技术利用电解原理可在传热壁面上原位生长汽泡，以更加真实地模核态沸腾阶段汽泡生长过程，可实现沸腾传热过程实时主动调控的要求，起到加速起沸的作用，强化传热效率，结构简单，节约成本。

摘要： 本发明公开了一种主动式强化传热装置及主动式强化传热方法，该主动式强化传热装置包括壳体和传热板，壳体与传热板固定连接并围合形成一容置腔体；传热板上朝向容置腔体的一侧设有电极，电极上设有疏水绝缘层；容置腔体内填充有液体电介质。本发明主动式强化传热装置利用液体介电电泳原理，可通过电源组件对电极施加电压形成电场来调控液体电介质在加热壁面的润湿性，可实现沸腾传热过程实时主动调控，以及加速起沸和推迟最大临界热流密度，实现强化传热；且该装置可克服接触角饱和的困扰，避免介电击穿和离子渗透等导致器件失效的风险，并回避了绝缘封装的挑战，装置的可靠性高，且结构简单，节约成本。

摘要： 本发明公开了一种具有强化传热元件的换热管的管内强化传热元件制造工艺，制造工艺包括敷焊环节和研磨环节，敷焊环节通过敷焊设备实现，研磨环节通过研磨设备实现，敷焊设备包括控制台、激光电源、工艺气体控制柜、电气和电子控制柜、激光头、驱动卡盘、送粉器、行走装置、中间托架和托架；研磨设备包括旋转装置、冷却液输送装置、磨具旋转驱动装置、带磨料研磨刷、转杆和连接杆。

摘要： 本发明涉及一种U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法。对于壳程为单程的U形管换热器，由于壳程流体流至U形管弯管段时，流速已经大大降低，弯管段的换热效率不高。本发明的组成包括:导流板本体，所述的本体包括平板（1）、弯曲板（2），所述的平板与所述的弯曲板连接，所述的弯曲板的下边缘长度大于与所述的平板连接的上边缘长度。本发明用于换热器U形管换热器弯管段的强化传热。

摘要： 本发明涉及一种U形管换热器弯管段强化传热装置及传热强化方法。对于壳程为单程的U形管换热器，由于壳程流体流至U形管弯管段时，流速已经大大降低，弯管段的换热效率不高。本发明的组成包括:导流板本体，所述的本体包括平板（1）、弯曲板（2），所述的平板与所述的弯曲板连接，所述的弯曲板的下边缘长度大于与所述的平板连接的上边缘长度。本发明用于换热器U形管换热器弯管段的强化传热。