整体针翅管混合管束滑油冷却器强化换热试验研究_牛广林

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《核科学与工程》总目次

传统共振计算方法改进措施的初步可行性研究 ……… …… ………… …… 张正习，校丰，少泓蒋张
高温气冷堆包覆燃料颗粒破损机制及失效模型… ……… …… ……… … 杨
林，刘
兵，邵友林，等
３８５
基于ＣＤ的反应堆局部三维流动模型与时空中子动力学模型耦合研究 …… …… ……… ……… … Ｆ
总目次
第３０卷第１期
一
２１００年
体化压水堆双恒定运行方案控制策略研究 … ……… ……… …… …… 徐文奇，彭敏俊，刘建阁，等
进，长良，淑娜刘李
华
稳压器压力水位控制系统建模与仿真 … …… ………… …… ……… ……… 马
中国实验快堆三废控制系统 … ………… ……… ……… ……… ……… ……… ……… 李
禾，晓薇李
液态铅铋回路设计研制与材料腐蚀实验初步研究 …… ……… ……… … 吴宜灿，黄群英，柏云清，等ＩＷＲ非能动余热排出系统运行特性分析 … ……… ……… ……… ……… ……… 代守宝，敏俊Ｐｓ彭
ＥＲ缓解ＳＴＲ事故的设计特点 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 郑ＰＧ
中国实验快堆汽轮机的首次冲转 …… …… ……… …… ………… ……… …… ……… 张亚勃，张东辉Ｇｏ法在ＣＦＥＲ核级循环冷却水系统的动态可靠性分析 ……… ……… ……… …… 杨丽芳，杨红义超冷中子源的发展现状 …… ……… ……… ……… …… ……… ……… …… 余小玲，封启玺，冯全科圆柱形带反射层反应堆的数值传热计算 …… …一 ……… ……… ……… … 刘会娟，张敏，彭文杰竖直矩形窄流道内过冷沸腾汽泡生长特性及对换热的影响 …… ……… 陈德奇，良明，德文，潘袁等先进核能系统设计分析软件与数据库研发进展 …… …… ……… ……… 吴宜灿，丽琴，鹏程，胡龙等聚变裂变混合发电堆水冷包层中子学设计分析 …… ……… …… ……… 蒋洁琼，明煌，王陈聚变裂变混合发电堆水冷包层热工水力学设计分析 … …… ……… …… 金忠，等呜，洁琼，蒋刘松林，等

不同材料翅片管换热器特性的试验研究_张凡

和３种管排数（种翅片间距（．６、３．２ｍｍ）２．０、２２、３、）的９个平直翅片管换热器的换热和阻力特性，给４出了翅片间距与管排数影响的换热和阻力性能通用
６］。关联式［
图１风洞试验台示意图
风温之差。热电堆在试验前均在标准恒温水浴中用二等标准水银温度计配数字电压表及７８采集卡７０进行了数据采集校验，标定出了电势－温度关系曲线。空气从１３０ｍｍ的双扭线吸风口吸２５０ｍｍ×９入，经整流段、收缩段、稳定段后进入试验段（横截面，横向流过翅片管外侧。被积为３５０ｍｍ）００ｍｍ×２加热后的空气流经稳定段及方圆收缩段进入安装毕托管的测速段、调节阀，然后由风机排向大气。饱和蒸汽由电热锅炉产生，本测试台电热锅炉共有６个电加热器，其中３个加热功率为８ｋＷ，另外３个加热功率为１总加热功率为７６ｋＷ，２ｋＷ。蒸汽通过上联箱进入试件，在垂直管内放出热量凝结成水，水经下联箱、容积式流量计回到锅炉。试验过程中保证空气侧与凝结水侧测得的换热量偏差在± ５％以内。１．２试验元件试验元件的翅片型式如图２所示，试件编号与结构参数如表１所示。４个试件流动方向的管排数纵向管间距为都为１横向管间距为３５ｍｍ，２，２．均采用叉排布置。轧制管的翅片高度为１ｍｍ，２８．５ｍｍ。５．８
：，ＡｂｓｔｔｕｂｅｈｒａｃｔＩｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｉｎｅａｔｅｘｃｈａｎｅｒｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｒａｒｅｌ－ｇｙ，，ａｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｏｒｉｔｉｓｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｅａｉｒｓｉｄｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐｐｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｔｕｂｅｓａｎｄｆｉｎｓｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｔｕｂｅｈｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｏｕｒｆｉｎｅａｔｅｘｃｈａｎｅｒｓｍａｄｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｉｎｖｅｓｔｉａｔｅｄ－ｐｇｇ，ｅｎｅｒａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｎｄｔｈｅｐｙａｇｐｐｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅＲｅｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｒａｎｅｃｏｍｍｏｎｌｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄｉｎｅｎｉｎｅｅｒｉｎ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｉｎｙｇｙｇｇ，４５００ｔｈｎｉｃｋｔｈｅＲｅｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒｒａｎｅｏｆ１３００ｅＮｕｓｓｅｌｔｎｕｍｂｅｒｏｆａｉｒａｃｒｏｓｓｔｈｅｃｏｅｒｅｌ－－－ｙｇｐｐｉｒｏｎａａｌｕｍ４０％ｇｒｅａｌｕｍｌｌｏｔｕｂｅｉｎｕｍｆｉｎｓｉｓ２８％－ａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆ３０４ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｔｕｂｅｉｎｕｍ－－ｙ，ｆｉｎｓ．Ｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏａｎｄｆｉｎｍａｔｅｒｉａｌｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｇｇｙ

管外翅片强化传热途径与研究进展

技术综述收稿日期:2004 04 16作者简介:徐百平(1969 ),男,吉林公主岭人,博士,从事高分子材料加工动力学模拟仿真、化工过程强化传热与节能以及传热过程的热力学效能评价方面的工作。

文章编号:1000 7466(2004)05 0041 04管外翅片强化传热途径与研究进展徐百平1,2,朱冬生2,黄晓峰1,顾雏军1(1 华南理工大学,广东广州 510640; 2.广东科龙电器股份有限公司博士后工作站,广东佛山 528303)摘要:介绍了管翅式换热器管外翅片强化传热的措施及其最新研究进展,总结了不同翅片形式强化传热的机理及翅片参数对传热与流阻的影响规律。

提出了翅片尺度的新概念,并指出了今后的研究方向。

关键词:换热器;翅片;强化传热中图分类号:TQ 051 501 文献标识码:AThe measurements and study advances for the heat transfer enhancement of outer fins of tubeXU Bai pi ng 1,2,ZHU Dong sheng 2,HUANG Xiao feng 1,GU Chu jun 1(1 College of Industrial Eq uipment and Control Eng ,SouthChina University of Technology,Guangzhou 510640,Chi na;2 Guangdong Kelon Electrical Holding Co Ltd ,Foshan 528303,China)Abstract :The measurements and up to datestudy advances for the heat transfer enhancement of ou ter fins in tube fin heatexchangers are reviewed,the mechanism of heat transfer enhancement and effectof fin parameters on heat transfer and flow resistance are sum marized Meanwhile,the novel concept of fin scale is proposed and further research direction is g i venKey words :heat ex changer;fin;heat transfer enhancement 管翅式换热器是空调中最常用的换热器结构形式,冷、热流体间壁错流换热,管内走冷媒,管外为空气。

针翅管强化传热机理及其在管壳式换热器中的应用

针翅管强化传热机理及其在管壳式换热器中的应用
秦勇;张雪冲;孙鸿久
【期刊名称】《机电设备》
【年(卷),期】2001(000)005
【摘要】介绍了新研制的一种新型换热元件 - 针翅管的结构及其强化传热原理.通过优化设计、试验数据分析和实船使用,说明了针翅管换热强化传热效果显著,它在船舶上有良好的应用前景.
【总页数】4页(P36-39)
【作者】秦勇;张雪冲;孙鸿久
【作者单位】南通市申通机械厂;南通市申通机械厂;上海船舶设备研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TK17
【相关文献】
1.针翅管传热计算及针翅管的应用 [J], 陈日祥
2.连续形螺旋折流板管壳式换热器强化传热机理的数值模拟 [J], 谢洪虎;江楠
3.连续形螺旋折流板管壳式换热器强化传热机理的数值模拟 [J], 谢洪虎;江楠
4.斜针翅管强化传热元件的研究与应用 [J], 高莉萍
5.不锈钢波纹管强化传热机理分析及在换热器中的应用 [J], 强彩明
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整体针翅管流动阻力特性实验研究

锯齿状翅片管看作是第三代传热技术。本文采用的整体针翅管是一种新型的非连续翅片管，将其应用于润滑油冷却器，比二维的连续翅片管有更多的优点。在增加有效传热面积的同时，非连续的翅片结构可以使高粘度的润滑油比较容易地绕流到翅片根部，有效地消除连续扩展表面根部与基管间的流动滞止区，从而增加了强化传热的效
文章编号：０５ —９６２０）０６ —４２８０２（０７０・０８０１
整体针翅管流动阻力特性实验研究
丁铭’ ，阎昌琪２，孙立成２
（１清华大学核能与新能源技术研究院。北京．１０８；２．００４．哈尔滨工程大学动力与核能工程学院。１００）５０１
套管和换热管之间的环隙为润滑油的流动空间。
的综合性能做出合理的评价。
实验段有效换热长度为１０ｍ，压差测量段有０５ｍ
效长度为１２ｉ。２０Ｔ１１ｎ
２２实验元件．
２实验装置及实验元件
２１实验装置．
实验所采用的整体针翅管均由外径为１ｍ６ｍ的铜．镍合金管加工而成，其外形结构如图２所示。本文所用的针翅管结构参数见表１。
实验装置如图ｌ所示，润滑油在油箱中被加
热到指定温度之后，由齿轮油泵输送，进入实验
段换热管的外侧，经管内的冷却水冷却后回到油箱，重新被加热。实验段采用套管式，主要由外套管和换热管组成，外套管是内径为３ｍ的不锈钢管，外２ｍ
收稿日期：２０・０２；修回日期：２０－２２０５１—００６０・３

低温液体翅片管换热器传热研究

式可以适用于垂直及水平管，所覆盖的范围很广，包括的流体有液氦、液氮、液氢、液氩和液氖等低温流体，以
及制冷剂和水［３］。
ＮＣＢ＜１．２×１０４，Ｎｕ＝Ｎｕｂ
（５）
１．２×１０４≤ＮＣＢ≤２×１０４，Ｎｕ＝ｍａｘ（Ｎｕｂ，Ｎｕｃ）
（６）
２×１０４＜ＮＣＢ，Ｎｕ＝Ｎｕｃ
（７）
式（５）、（６）、（７）中
真空与低温
第１３卷第４期
２４０
Ｖａｃｕｕｍ＆Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｓ
２００７年１２月
低温液体翅片管换热器传热研究
陈光奇１，陈叔平２，昌锟２，苏海林２（１兰州物理研究所，真空低温技术与物理国家级重点实验室，甘肃兰州
２．兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州７３００５０）
２．２实验结果
图３分别为翅片管测温位置１到位置８温度随时间的变化曲线图。图中数据记录时间间隔为：从装置运
行开始计时到第８ｍｉｎ，数据记录时间间隔为１ｍｉｎ；第８ｍｉｎ到第４０ｍｉｎ，数据记录时间间隔为２ｍｉｎ；随后
的时间隔取为４ｍｉｎ。
２．３实验结果分析
Ｎｕ＝ａｂ
（８）
λ１
１
& ! "$! " ＮＣＢ＝ γ·ｍ# Ａｑ
ρ １＋ｘｌ－１
ρｇ
ρｇ３ ρ
ｌ
（９）
Ｎｕｂ和Ｎｕｃ分别为汽泡状态沸腾和液膜强制对流区域的换热Ｎｕ数，计算式如下
! " ! " ! " ｑｂ
Ｎｕｂ＝０．００６１ γρｇａｌ
０．６

组合式翅片管换热器传热与阻力性能影响因素研究

第39卷,总第230期2021年11月,第6期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.39,Sum.No.230Nov.2021,No.6组合式翅片管换热器传热与阻力性能影响因素研究刘　逸1,陈培强1,陈　鑫1,2,徐　莹1,亓冬鑫1,秦　羽1(1.哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院,黑龙江　哈尔滨　150028;2.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江　哈尔滨　150001)摘　要:为解决空气源热泵冬季在制热工况下因室外机内翅片换热器换热效率低引起系统供能性能下降的问题,以组合式翅片管换热器为研究对象,在模化实验的基础上,采用数值模拟的方法分别对翅片换热器的传热及流阻性能影响因素进行分析。

研究结果表明:在本文研究背景下,入口风速、翅片厚度、开缝数目对前开孔后开缝型的翅片组合形式换热器传热效率具有一定程度的影响;以上述三种因素为目标函数对换热器进行多目标优化时,入口风速取3m /s ,翅片厚度为0.16mm ,后排开缝数目为6,换热器能得到较好的综合性能;在此基础上,拟合出适合于该组合形式的传热和流阻关联式。

关键词:翅片管换热器;数值模拟;传热特性;阻力特性;优化设计;关联式中图分类号:TK172 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2021)06-0498-07收稿日期　2021-01-10 修订稿日期　2021-01-26基金项目:黑龙江省自然科学基金联合引导项目(LH2020E028);哈尔滨商业大学校级科研项目(17XN066)作者简介:刘逸(1975~),男,博士,副教授,研究方向为热泵技能技术。

Study on Optimization of Fin Shape Matching of CombinedFinned Tube Heat ExchangerLIU Yi 1,CHEN Pei -qiang 1,CHEN Xin 1,2,XU Ying 1,QI Dong -xin 1,QIN Yu 1(1.School of Energy and Architectural Engineering,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China;2.School of Energy Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin,150001,China)Abstract :In order to solve the problem of the low heat exchange efficiency of the fin heat exchanger in the outdoor unit under the heating condition of the air source heat pump in winter,the system energy sup⁃ply performance is reduced.The combined fin and tube heat exchanger is used as the research object.Onthe basis of the experiment,the method of numerical simulation is used to analyze the factors affecting the heat transfer and flow resistance performance of the fin heat exchanger.The research results show that:under the background of this study,the inlet wind speed,fin thickness,and the number of slits have a certain degree of influence on the heat transfer efficiency of the fin combination heat exchanger with front openings and rear slits;based on the above three factors,when multi -objective optimization of the heat exchanger is performed for the objective function,the inlet wind speed is 3m /s,the fin thickness is0.16mm,and the number of slits in the rear row is 6,the heat exchanger can get better overall perform⁃ance;on this basis,the heat transfer and flow resistance correlation equations are suitable for the com⁃·894·bined form.Key words:finned tube heat exchanger;numerical simulation;heat transfer characteristics;resistance characteristics;optimize design;correlation formul 空气源热泵系统因其具有节能、环保等特点被越来越多的人关注[1],但该系统在冬季制热工况下室外机暴露于恶劣环境中[2],因此室外机内换热器的换热效率对系统整体供能性能的影响程度不可忽视[3]。

针翅管的强化传热试验研究

Ｙｎａｇ¨ⅡｉＱａｍｗｎｌｇｎｉｎ￣ｇｅ
ＡｂｔａｔＥｘｒｎｌｒｓａｃｅｎｐｎｆｕｅａｎｒｄｃｄ．Ｔｅｃｔｒｎｒｌｔｎｏｏｒｇａｄｈａｒｎｆｒｃｅｉｉｎｓｒｃ：ｅｍｅｔｅｅｒｈｓｏｉ－ｎｔｂｓｗｓｉｔｏｕｅｐｉａｉｈｒｅｏｅａｏｆｆｗｄａｎｅｔｔｓｅｏｆｃｅｔｉｉｉｌａｈｖｅｎｏｔｉｅａｅｎｔｅａａｙｉｏｘｅｍｅｔｌｄｔ．ＴｈｅｕｔｓｏｎｔａｅｆｗｄａｄｈａｒｎｆｒｐｒｒｎｅａａｅｂｅｂａｎｄｂｓｄｏｈｎｌｓｓｆｅｐｒｎａａｅｉｅｒｓｌｈｗｔｏｒｇａｅｔｔｓｅｆｍａｃｓＣｓｈｔｌｈｎａｅｏｎ
摘
要：对针翅管进行了试验研究、验介质涉及了气体（试空气）水一、一等，分析了针翅管的传热性能和阻力、油水水并
压降，出了相应的流动换热准则关系式，果表明针翅管结构明显影响流动换热性能。得结
管是采用特殊车削方法直接在基管上加工出细而
针翅管是具有不连续翅肋，途广泛的强化用
传热管型之一。目前主要类型有瑞典Ｓｎｏｕｒｄ针翅管（图１和整体针翅管（图２两种。见）见）

R22在整体型针刺管外冷凝换热特性的实验研究

热实验，得到总换热系数与管内流速、管外冷凝换热系数与管内流速的关系的曲线，并拟合出管外冷凝换热系数与热流密度的关系式。实验结果表明：管内水流速０４．ｓ．～２０范围内，两根冷凝ｍ／
管中２管换热性能较好。撑
【关键词】针翅管；凝结换热；换热特性；实验研究中图分类号Ｔ１Ｂ６文献标识码Ａ
．பைடு நூலகம்
（ｌｇｆｗｅｎｉｅｒｎＵｎｖｒｉｆＳａｇａｒｃｅｃｄＴｃｎｌｇ，ｈｇａ００３Ｃｈｎ）ＣｏｌｅｏＰｏｒＥｇｎｅｉｇ，ｉｅｓｔｏｈｈｉｏｉｎｅａｅｈｏｏｙＳａｈｉ０９，ｉａｅｙｎｆＳｎｎ２
文章编号：１７－６２（０８３０００６１６１２０）０－８ —３
Ｒ２在整体型针刺管外冷凝换热特性的实验研究２
罗述慧马虎根
（海理工大学动力工程学院上
【摘
上海２０９）００３
２要】对制冷工质Ｒ２在针翅管外凝结换热进行实验研究。使用２根不同几何参数的针翅管进行凝结换
Ｏ前言
针翅管是一种新型的三维强化管，具有不连是
续翅肋，用途广泛的强化传热管型之一。目前主要类型有瑞典ＳＮＯＵＲＤ公司生产的针翅管和整体针翅管两种【。ＵＲＤ公司生产的针翅管基管外有ｌＳＮＯＪ
许多长、短圆杆状针翅，等间距地沿周向和纵向交
［ｂｔａｔＴｅｅｐｒｎａｓｄｎｔｅｐｒｒｎｃｆｃｎｅｓｉｎｏ２ｕｓｅｔｅｈｒｏｔｌｎａｃｄｔｂｓｗａＡｓｒｃ］ｈｘｅｍｅｔｌｔｙｏｅｆｍａｅｏｏｄｎａｏｆＲ２ｏｔｉｏｚｎａｅｈｅｅｓｉｕｈｏｔｄｈｉｎｕ

滑油冷却器在不同布置方式下换热特性的实验研究

ＡｂｔａｔＥｘｒｍｅｔｌｉｓｒｃ：ｐｅｉｎａｎｖｅｔｇａｉｎｏｅｔｔａｆｒａｄｐｅｓｅｄｏｈａａｔｒｓｉｓｓｉｔｏｎｈａｒｎｓｅｎｒｓｕｒｒｐｃｒｃｅｉｔｃ
第４卷第１１６５
２１年１０２月
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ．６，１４ＮＯ．１
ＡｔｍｉｏｃＥｎｅｇｉｎｅａｄＴｅｈｎｏｙｒｙＳｃｅｃｎｃｏｌｇ
Ｊｎ０２ａ．２１
滑油冷却器在不同布置方式下换热特性的实验研究
择竖直或水平布置。
关键词：体针翅管；化换热；合管束；油冷却器整强混滑
中图分类号：ＴＫ１４２文献标志码：Ａ文章编号：００６３（０２０一０９０１０ — ９１２１）ｌ０６－４
ＥｘｅｉｅｔｌＳｕｙｏｅｔＴｒｎｓｅａａｔｒｓｉｓｐｒｍｎａｔｄｎＨａａｆｒＣｈｒｃｅｉｔｃ
５５℃ ａｄｏｌｖｌｍｅｆｏｒｔｓ６２／．Ｔｈｘｅｉｎａｅｕｔｅｎｔａｅｎｉｏｕｌｗａｅｗａ－４ｍ。ｈｅｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌｓｄｍｏｓｒｔ
ｔａｈｅｄｉｆｒｎｔｏｉｎｔｔｏｈｖｓａｌｅｆｃｈｅｈｔｔｆｅｅｒｅａｉｎｓａｅｍｌｆｅｔｏｎｔｈｅｔｔａｆｒｈａａｔｒｓｉｓｏｆａｒｎｓｅｃｒｃｅｉｔｃｏｌＩｓｃｏｓｎｖｒｉａｒｈｉｏａｒｅｔｔｏｎｄｒｃｉｓｐｃｏｎｔｏｎｅｉｉ．ｔｉｈｅｅｔｃｌｏｏｒｚｎｔｌｏｉｎａｉｉｅｔｏｎｓｂａｅｓａｅｃｄｉｉｎｉｎｇ —

整体针翅管混合管束滑油冷却器传热特性对比实验研究

造，动形式选择及管型布置等工程应用提供流
依据，滑油冷却器的进一步小型化提供借鉴。为
１实验装置与实验方法
１１实验装置．实验装置如图１所示：验回路由电加热实
针翅管
系统、路系统、却水路系统、集系统及系油冷采
布置单位体积换热量能达到双流程的１５倍；传热系数达到Ｉ３；．总．倍壳侧压降不到三分之一。实验结论
可以为流程选择和管型布置提供参考。文章最后给出适合工程应用的换热准则关系式。关键词：油器；流程；体针翅管；冷双整混合管束
ｔａｆｒａｃｔｕｔｏｕｍｅｓｒｎｓｅｃｐａｉｙｎｉｖｌｉ１．ｔｍｅ；ｈｅｔｒｎｓｅｃｅｆｃｅｔｓ．ｔｍｅ５ｉｓａｔａｆｒｏｆｉｉｎｉ１３ｉｓ；ｐｒｓｕｒａｓｌｉｅｒｐｓｅｓｅｔｈｅｌｄｄｏｂｙｅｓｈａｏｔｉｄ．Ｅｘｐｒｍｅｔｌｅｕｔｐｏｖｄｓｌｓｔｎｎｅｈｒｅｉｎａｒｓｌｓｒｉｅｒｆｒｎｅｆｒｐｒｃｓｅｅｔｏｎｒａｇｅｎｕ．Ａｔｌｓｅｅｅｃｏｏｅｓｓｌｃｉｎａｄａｒｎｍｅｔｏｆｔｂｅａｔ，ｈｅｔｔａｆｒｅｕｔｏｎａｒｎｓｅｑａｉｆｏｅｐｅｉｎｔｗａｕｅｔｄｆｒｅｇｉｅｒｎｇａｐｌｃｔｏｎｔａｒｒｍｘｒｍｅｓｓｇｇｓｅｏｎｎｅｉｐｉａｉｎｉｈｅｐｐｅ．Ｋｅｒｓ：ｉｃｏｅ；ｕｂｅｆｏ；ｎｅｒｌｐｎｆｎｔｂｅ；ｕｂｅｘｅｎｄｌｙｗｏ・ｏｌｏｌｒｄｏｌ－ｌｗｉｔｇａｉ－ｉｕｄｔｓｍｉｄｂｕｅ

滑油冷却器强化换热试验研究_阎昌琪

表 1 实验所用各换热器的参数
Table 1 Heat Transfer Exchanger Parameters
实验件
换热管数量
水流量 /m3 · h-1
油流量 /m3 · h-1
换热段长度 /mm
折流板数量
光管实验件
46 16.08 5.359 1 988 19
1#强化管实验件 46 16.08 5.359 1 000
4 实验结果及分析
实验数据处理后可得图 3～图 6 的关系曲线，其中，G 为光管实验体，Q1、Q2、Q3 分别为 1#、 2#、3#强化管实验体，t 为入口水温。 4.1 总换热量与滑油流量的关系
在滑油冷却器可变的运行参数中，壳侧的滑油流量是影响总换热量的一个重要参数。图 3 给出了 4 个滑油冷却器的换热量与油侧滑油的质量流量的关系。从图 3 中可看出，各滑油冷却器的换热量都随着油流量的增加而增加，其中 3#强化
18
核动力工程
Vol. 29. No. 2. 2008
图 3 油质量流量与换热量 q 的关系曲线 Fig. 3 Correlations between Oil Mass Flow
Rate and the Quantity of Heat Transfer
管实验件的增加幅度明显高于其他换热器；在油流量大于 0.8 kg/s 的情况下，3#强化管滑油冷却器的换热量大于光管。由于两个换热器的管子布置方式一样，管子长度一样，管子数量减少一半，这说明在交换出同样热量的情况下 3#强化管滑油冷却器的体积可以比光管的减小一半以上。其主要原因是在相同的油流量情况下，3#强化管实验体内的油流动速度较高(管子数量少因此流通截面小)，而随着油速的增加，其对油边界层的扰动作用越明显，从而破坏了油的传热边界层，促进了油的对流换热，使换热系数显著增加。另外， 3#强化管实验体内的隔板之间的间距较大，滑油的滞流区较少，这也可能是换热性能好的一个主要原因。 4.2 总换系数与滑油流量的关系

针翅换热管对蓄冷用气体水合物生长过程的强化

ＫＥＹＯＲＤＳＣＯｔｒｇＷＯｌｓｏａｅ；ｇｓｈｒｔａｙｄａｅ；ｐｎｆｎｔｂｅ；ｅａｅｎｔｉ —ｉｕｎｈｎｃｍｅ
气体水合物是由某些气体（易挥发液体）或和水形成的包络状晶体Ｊ其重要特点是可以在冰，点以上结晶固化，又称 “ 暖冰 ”，一般的反应方程其
谢应明Ｄ刘道平Ｄ刘妮Ｄ梁德青郭开华樊栓狮
（海理工大学）上（国科学院广州天然气水合物研究中心）中
摘要为了促进蓄冷过程中气体水合物在换热管外的生长，比研究了冰、ＨＦ和ＨＦ１１气体水合对ＴＣＣ４ｂ物在光管和针翅管外生长的过冷度、导时间和生长速度。研究表明，对于光管，翅管对冰、ＨＦ气体诱相针Ｔ水合物和ＨＦ１１体水合物的生长过程均具有良好的强化作用（小过冷度、短诱导时间和加快生ＣＣ４ｂ气减缩
Ｘｉｉｍｉｇ）Ｌｉｏｎｇ）Ｌｉｉ）Ｌｉｎｑｎ２ｅＹｎｇｎｕＤａｐｉｕＮａｇＤｅｉｇ）ＧｕａｈｕｏＫｉａ）ＦａｕｎｈｎＳｈａｓｉ）
（ｉｒｉｆｈｎｈｉｏｃｎｅｎｅｈｏｇ）ＵｎｖｓｙｏａｇａｆｒｉｃｄＴｃｎｌｙｅｔＳＳｅａｏ ’ＧｕｎｚｏｎｔｕｅｏｎｒｙＣｎｅｓｎＴｅＣｉｓｃｄｍｙｏｃｎｅ）（ａｇｈｕＩｓｉｔｆｅｇｏｖｒｉ，ｈｈｎｅＡａｅｆｉｃｓｔＥｏｅＳｅ

一种用于强化换热的树枝型翅片式相变换热器[实用新型专利]

专利名称：一种用于强化换热的树枝型翅片式相变换热器专利类型：实用新型专利
发明人：闫素英,敖慈,赵晓燕,张维蔚,冯朝卿,佐双吉
申请号：CN202220185309.2
申请日：20220124
公开号：CN216592932U
公开日：
20220524
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种用于强化换热的树枝型翅片式相变换热器，包括内管和外管，所述内管穿入所述外管内，所述内管和所述外管之间设置有相变材料段，所述内管的外壁上焊接有V形主翅片，所述V形主翅片的两侧均焊接有侧翅片，所述V形主翅片和所述侧翅片均插入所述相变材料段,且所述侧翅片倾斜焊接在所述V形主翅片上。

本实用新型，通过设置V形主翅片和侧翅片组成树枝状的翅片，并插入到相变材料段内，从而提高了热流体与相变材料段的换热面积，从而提高换热速率，加快整个蓄热过程，并且通过树枝状的翅片，能够使热量均匀的扩散至相变材料段，从而提高相变材料段各处温度的均匀性。

申请人：内蒙古工业大学
地址：010051 内蒙古自治区呼和浩特市新城区爱民街49号
国籍：CN
代理机构：北京冠榆知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：朱亚琦
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第30卷第2期核科学与工程Vol.30 N o.2 2010年 6月Chinese Journal of N uclear Science and Engineering Jun. 2010收稿日期:2009-09-07;修回日期:2009-12-06基金项目:黑龙江省教育厅基金资助项目(11541320)作者简介:牛广林(1973 ),男,山东济宁人,博士研究生,主要从事热工水力、强化传热研究整体针翅管混合管束滑油冷却器强化换热试验研究牛广林1,2,阎昌琪1,孙中宁1,石帅1,王镭1(1.哈尔滨工程大学核能科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001;2.黑龙江科技学院,黑龙江哈尔滨 150001)摘要:对混合管束滑油冷却器和光管滑油冷却器进行对比试验研究,发现当滑油体积流量相同时,前者单位体积换热量较高,压降较小,换热能力强,综合性能优越,表明在同样换热量条件下可以使冷却器小型化。

关键词:冷油器;双流程;整体针翅管;混合管束;强化换热中图分类号:T L 172 文献标识码:A 文章编号:0258-0918(2010)02-0155-05Experimen ta l R esearch on heat tran sfer en han cement of lu bricating -oil coolerwith mixing integral pin -fin tubes and plain tubesNIU Guang -lin1,2,YAN Chang -qi 1,SUN Zhong -ning 1,SH I shuai 1,WAN G lei1(1.School of Nu clear Science and T echnology,H arbin Engineerin g U niversity,H arbin of H eilongjiang Prov.150001,China;2.H eilongjian g Un iversity of Science an d T echnology,Harbin of H eilon gjiang Prov.150001,China)Abstract:A lo t of compar ison ex perimental research has been done to the lubr icating -oil coo ler w ith mix ing integ ral pin -fin tubes and plain tubes .It is discovered that the m ix ingintegral pin -fin tubes heat transfer capacity in unit v olume is hig her,pressure dro p is low er,and the v er y stro ng heat transfer ability than plain tubes w hen oil volume flow rate is at constant v alue.The results show the per for mance o f lubr icating -oil co oler w ith mixing integral pin -fin tubes and plain tubes is superior ity.So this can made lubricating -oil cooler miniatur ize in the same H eat chang ing conditio n.Key words:oil cooler;double -flow ;integ ral pin -fin tube;tubes m ixed bundle;heat trans -fer enhancement目前滑油冷却器一般采用光管作为换热元件,存在传热效率低、体积大的缺点。

在船用设备中占用了宝贵的空间资源,因此,必须采取有效强化换热措施,提高滑油冷却器的换热效率、155减小体积。

从热阻来看,管外壳程油的热阻一般占滑油冷却器总热阻的80%以上,因此,如果能将壳侧的传热系数提高,可获得很好的强化换热效果。

对粘性流体的强化传热主要从两个方面考虑,一是考虑破坏其边界层,使其尽早达到紊流状态,成为紊流换热[1]。

二是采用扩展表面法,提高单位体积的表面积。

在前期单管选型试验[2]和1号2号3号试验体研究基础上[3],新开发一种具有工程应用价值、纵流式混合管束双流程滑油冷却器(简称M),与工程中经常使用的光管弓形折流板滑油冷却器(简称G)进行对比试验研究,为滑油冷却器的优化和工程应用提供依据。

1 试验装置与试验方法1.1 试验装置试验装置如图1所示:试验回路由滑油和冷却水2个系统组成。

滑油在油箱中被加热到指定温度后,由油泵输送进入滑油冷却器的壳程,经冷却后回到油箱,重新被加热;水池中冷却水由水泵抽出,进入滑油冷却器的管程,对滑油冷却后流回水池。

图1 试验装置系统流程简图Fig.1 Schematic D iagr am of Ex per iment Facility1 G 滑油冷却器;2 M 试验体;3 可调式温感电加热器;4 油箱;5 齿轮油泵;6 腰轮流量计;7 铠装热电偶;8 水银差压计;9 涡轮流量计;10 离心水泵;11 蓄水池1.2 试验元件试验的冷却器利用整体针翅管和光管管间自支撑,制成混合管束,减小换热管管间距,采用正方形排布,双流程逆流形式,结构更加紧凑,其单元结构如图2所示。

整体针翅管参数如图3及表1所示。

试验的另一冷却器是工程中常用的光管弓形折流板滑油冷却器,换热管材料都为B30,它们的主要技术参数如表2所示。

1.3 试验方法试验时选择某一水流量不变,入口油温恒图2 混合管束单元结构图F ig.2 Str ucture o f tubes mix ed bundle unite156图3 整体针翅管结构图F ig.3 St ruct ur e of integ ral pin -fin tube 表1 所选用整体针翅管主要参数Table 1 Parameters of Pin -f in Tube chosen管子名称主要外形尺寸/mm基管外径D针翅管直径D 基管壁厚翅距T 针翅管162422.5表2 滑油冷却器M 和G 参数Table 2 Param eters of oil cooler M and G油冷却器换热管数折流板数量换热段长度/mm 管侧流通截面积/m 2M 86(针翅)68(光管)无10000.0185G46(光管)1919880.0052定在55 左右,以2m 3/h 间隔调节油流量,调节范围4~18m 3/h,试验过程中,通过校核滑油的放热量和冷却水的吸热量之间的热平衡来判断系统是否达到了稳态条件。

为此设计了计算机程序,该程序通过检测滑油和冷却水测点的和流量和温度变化可以方便地判断系统是否达到热平衡,当换热量误差小于5%进行下一个测点。

滑油和水的热物性是用实验段进出口的平均温度确定的。

热平衡后测定进出口油温、水温、油流量、水流量、进出口压差等各项参数。

温度均由铜、康铜铠装热电偶测量;油侧流动阻力采用水银差压计测量;油流量由腰轮流量计(LL -25)测量;冷却水流量由涡轮流量计(LWGY -40A)测量。

根据测量仪器的产品说明书和校验数据,滑油和冷却水流量测量的不确定度分别是4%、2%;温差测量的不确定度是 0.5 。

2 试验数据处理单位体积换热量Q v 采用下列公式计算:Q v =Q/V式中:Q ,总换热量,kJ;V ,滑油冷却器换热段上下管板间壳体积,m 3。

总传热系数采用以下公式计算:k =QA 0 t m壁面因包有绝热材料,散热忽略不计,总换热量Q 取油侧换热量Q c 。

Q o =V o ( o c po1 o1- o c po2t o2)由于针翅管外形复杂、实际表面积难以计算,为此,换热面积A 0按照基管的表面积进行计算(G:4.6m 2;M :7.6m 2),这样可以统一各滑油冷却器换热面积计算标准,有利于各滑油冷却器之间进行比较。

其中未计算的针翅面积带来换热量的提高看作是传热系数提高引起的。

换热温差采用对数平均温差进行计算。

t m =(t o1-t f 1)-(t o2-t f 2)ln [(t o1-t f 1)/(t o2-t f 2)]式中:V o ,润滑油体积流量,m 3/h; o1、o2,入口、出口温度下润滑油的密度,kg/m 3;t o1、t o2,为润滑油在进口处和出口处的定压比热,kJ/(kg );t o1、t o2,为润滑油在进口处和出口处的温度, ;t f 1、t f 2,为冷却水在进口处和出口处的温度, 。

下标 o 代表油侧(oil)或壳侧, 1 、 2 分别代表进口和出口。

3 试验结果分析在滑油冷却器研究中,经常将试验数据处理成无因次数形式,一般以雷诺数作为变量,比较传热及阻力特性。

但是以本试验中光管折流板滑油冷却器G 为例,将换热管外径作为特征尺寸的Donohue 法和将水力直径作为特征尺寸Kern 法则,前者计算的雷诺数是后者的2倍。

此外,如果作比较的换热器同为横流式或纵流式结构,采用统一的数据处理方法,得出的结论比较可信。

然而G 是横流式,M 是纵流式,因此若采用Re 作为横坐标进行对比,无法157得到统一的结论。

而且,采用折流板后,针翅各部分流速难于计算,壳侧流道定性尺寸很难确定,很难建立传热系数和雷诺数之间的关系[4]。

在滑油冷却器可变的运行参数中,滑油流量是影响总换热量的重要参数[5],因此采用质量流量为横坐标比较滑油冷却器各项性能,可直接为工程技术人员优化滑油冷却器的结构及运行提供依据。

3.1 单位体积换热和滑油流量关系在冷却水入口平均温度为24 ,流量为16m 3/h 时,图4给出M 滑油冷却器与G 试验体的单位体积换热量Q v的对比。

图4 单位体积换热量和滑油体积流量关系曲线F ig.4 Co rr elations betw een O il volume F lo w Rat eand the Heat可以看出,M 单位体积换热量明显大于G,随着油流量的增加,M 换热量几乎直线上升,而G 趋于平缓,上升趋势不明显,在油流量为4.5~17m 3/h 试验范围内时,M 与G 单位体积换热量之比大在1.46~ 1.56之间。

反映出M 具有体积小、传热效率高的特点,其原因主要是M 管束布置紧凑,所采用的针翅管强化传热效果显著,提高了单位体积换热能力。