垂直上升内螺纹管内超临界压力水的传热特性

在压力22.5～30mpa,质量流速430～1200kg·m-2·s-1,内壁热负荷284～719kw·m-2范围内,对超临界压力水在均匀加热垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了内螺纹管内超临界压力水的传热特性,分析了压力、热负荷和质量流速变化对内螺纹管壁温及传热系数的影响,探讨了拟临界区的传热机理,并给出了能用于工程实际的传热实验关联式。实验结果表明:垂直上升内螺纹管中超临界水具有良好的传热特性。在低焓值区内螺纹管壁温随焓增平缓增加,而在高焓值区壁温随焓增的升高明显。由于热物性的剧烈变化,超临界水在拟临界焓值区发生了明显的传热强化。压力与热负荷的增大以及质量流速的减小均会导致内螺纹管壁温的升高和传热系数的减小,使得传热强化现象削弱,甚至出现传热恶化。

本文在压力p=19.0～22.5mpa、质量流速g=600～1000kg/(m~2s)、内壁热流密度q=300～500kw/m~2的参数范围内,对水在新型垂直上升内螺纹管内的传热特性进行了实验研究。研究发现,在近临界压力区,内螺纹管的内壁温随质量流速的增加而降低,随热流密度的增大而升高。在本文研究参数范围内,近临界压力区的水在内螺纹管内传热时并未出现明显的传热恶化。通过实验数据的对比发现,近临界压力区的亚临界压力部分水的传热特性与超临界压力部分水的传热特性具有相似性。

在压力9～22mpa,质量流速450～2000kg·m?2·s?1,内壁热负荷200～700kw·m?2的参数范围内,试验研究了用于1000mw超超临界锅炉??28.6mm×5.8mm垂直上升内螺纹水冷壁管内汽水流动沸腾传热。研究表明:内螺纹管内壁螺纹的漩流作用可抑制偏离核态沸腾(dnb)传热恶化,内螺纹管在高干度区发生蒸干型(do)传热恶化。增大质量流速可推迟壁温飞升,壁温飞升幅度随质量流速增大而降低。热负荷越大管壁温越高,随热负荷增大管壁壁温飞升提前,且传热恶化后壁温飞升值增大。随着压力增加,壁温飞升发生干度值减小。内螺纹管汽水流动沸腾传热系数呈?形分布,传热系数峰值出现在汽水沸腾区。文中还给出了亚临界压力区内螺纹管单相区和汽水沸腾区的传热系数试验关联式。

在超临界压力下,对倾角α=19.5°的28.6×5.8(mm)倾斜上升内螺纹管内水的传热特性及管壁温度分布进行了试验研究。试验参数范围:p=23~28mpa,质量流速g=600~1200kg/(m2s),平均内壁热流密度q=300~600kw/m2。试验结果表明:管内螺纹造成的漩流作用可减弱内螺纹管截面上自然对流的影响。倾斜内螺纹管壁温及传热系数沿周向分布不均匀性很小。壁面热负荷越大,壁温越高;提高质量流速可降低壁温。在高焓值区,压力越高,传热越强。此外,还提出了传热系数的计算公式以供工程设计参考。图6表1参11

通过对比不同结构尺寸的垂直上升内螺纹管在亚临界及超临界压力下的传热系数计算关联式,结果表明:传热系数随着质量流量的增大、压力及热负荷的减小而增大;换热系数峰值在两相沸腾区;在超临界压力区,由于水在拟临界附近变化剧烈,在拟临界焓值区传热系数有最大值。内螺纹管结构参数对传热特性的影响与无因次数n有密切关系。

在p=9～28mpa,g=600～1200kg/(m2ˇs),q=200～600kw/m2的工况范围内,研究了φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(水平倾角α=19.5°)中亚临界以及超临界汽-液的传热特性。试验结果表明在亚临界压力区,内螺纹管有效地抑制了膜态沸腾的发生,但近临界压力区内螺纹管传热强化作用减弱;超临界压力区内螺纹管的传热良好;工程设计时要保证足够的管内最小质量流速;文中还给出了临界质量流速的试验关联式。

对超临界水在不同结构参数的竖直内螺纹管内的流动和传热特性进行数值模拟研究,重点分析了内螺纹管的螺旋升角、相对螺纹宽度和相对螺纹高度在不同质量流速和热流密度条件下对传热和阻力特性的影响规律。结果表明:内螺纹管的传热系数和阻力系数均随升角的减小而增加;相对螺纹宽度的变化对内螺纹管的传热和阻力特性几乎无影响;随着相对螺纹高度的增加,传热系数和阻力系数均增加。通过对内螺纹管的综合性能分析,结构参数对超临界流体传热和阻力特性的影响顺序依次为螺旋升角、螺纹高度、螺纹宽度。

本文在全周加热和单侧加热的条件下,对600mw超临界变压运行直流锅炉水冷壁φ28×6mm内螺纹管进行了传热与阻力特性的试验研究。试验参数为压力13-27mpa,质量流速400-1800kg/m2·s,内壁热负荷200-800kw/m2。试验得出了在不同参数条件下的壁温分布、发生传热恶化的临界条件、单相及两相对流放热系数、干涸后放热系数及内螺纹管的摩擦压降,提出了计算关联式,比较了单侧加热与全周加热的区别,为超临界锅炉设计提供了重要依据。

在压力22.5~28mpa,质量流速600~1000kg·m-2·s-1,工质比焓800~3100kj·kg-1范围内,对超临界水在四头内螺纹管内的流动阻力特性进行了试验研究,得到了不同工况下内螺纹管流动阻力的变化规律,分析了压力、质量流速和工质比焓变化对内螺纹管摩擦阻力系数的影响。试验结果表明:超临界压力下质量流速对摩擦阻力压降有很大影响,但对摩擦阻力系数的影响很小;在拟临界区域摩擦阻力系数有阶跃式增长现象,且这种阶跃增长现象随着压力的增加而减弱。整理试验数据得到超临界水的内螺纹管摩擦阻力系数经验关联式,与试验值相比误差小于15%,为设计具有良好水动力特性的超临界锅炉提供可靠依据。

通过对600mw超临界w火焰锅炉水冷壁的设计与应用,研究试验φ32mm×6.3mm四头12cr1movg优化内螺纹管(omlr)在亚临界、近临界、超临界区的流动传热特性。试验获得了不同工况(压力、热负荷、质量流速)下内螺纹管壁温分布和内壁换热系数随焓值的变化规律。并根据试验数据,拟合建立单相、两相换热系数计算关联式,同时进一步建立传热恶化发生时的临界条件及干涸后传热计算关联式,为锅炉垂直上升内螺纹管水冷壁设计和运行提供可靠数据。

内螺纹管作为一种高效的节能元件已在动力、航天、电子等领域广泛应用,为进一步促进内螺纹强化传热技术研发,对近30年来内螺纹管内流动传热研究进行了综述,内容涉及内螺纹管内流动传热机理、传热规律、传热恶化及预报等.

在压力p=24~32mpa、质量流速g=420~800kg/(m2·s)、外壁热流密度q=150~360kw/m2的参数范围内,对低质量流速下水在超临界循环流化床(cfb)环形炉膛锅炉水冷壁中内螺纹管内的传热特性进行了实验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布规律,分析了外壁热负荷、质量流速和压力对内螺纹管传热特性的影响,并给出了可用于工程实践的实验关联式。结果表明:超临界压力下,内螺纹管壁温随流体焓值的增加单调增加,在拟临界点附近发生了传热强化现象,壁温曲线变平缓,传热系数达到最大值;外壁热负荷的增大、质量流速的减小以及压力的增大都会使内螺纹管壁温升高,传热系数减小。

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600mw超临界w火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明:低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。

利用计算流体力动力学方法对恒定热流密度内螺纹铜管中的fe2o3-水和al2o3-水纳米流体的换热特性进行数值模拟,分析了纳米流体的质量分数、re数和管道的不同水平位置对对流换热系数的影响,并将模拟结果与实验结果进行了对比,得到的模拟结果与实验结果趋于一致。模拟结果表明:在re数为1000~2000的范围内,内螺纹铜管的径向与轴向方向上,fe2o3-水纳米流体的传热效果好于同等质量分数的al2o3-水纳米流体,轴向方向上,当al2o3-水纳米流体的质量分数为0.4%时,对流换热系数最大提高38.8%。fe2o3-水纳米流体的质量分数提高0.3%时,对流换热系数最大提高26.5%,而re数变化对对流换热系数的影响要更强一些,最大提高78%。fe2o3-水和al2o3-水纳米流体的对流换热系数增长趋势的最佳质量分数在4%左右。

在恒热流条件下,对超临界压力co2在内径为9mm,绕径为283mm,节距为32mm的螺旋管内垂直上升混合对流的传热特性进行了实验研究,实验参数范围为:进口压力8mpa、质量流速0~650kg·m-2·s-1、内壁热负荷0~50kw·m-2。研究发现:受热螺旋管内超临界压力co2的壁温及传热特性由变物性、浮升力及离心力的耦合作用共同支配,变物性及浮升力影响的相对大小可用buoyancy数定性表征,当bo>8×10-7时,自然对流占主导作用,浮升力作用引起强烈的二次流效应,显著强化传热;在浮升力和离心力共同作用下,截面周向温度最低点出现在外下侧区域,且当浮升力作用占优时,底部区域的传热系数大于外侧,当离心力作用占优时,底部区域的传热系数小于外侧。基于本实验获取的2346个数据点,得出了计算nu实验关联式,90%以上的实验值与拟合公式计算值偏差在±20%以内。

内螺纹铜管又称非平滑管，英文名称innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，内表面具有一定数量，一定规则螺纹的内螺纹tp2紫铜管。 由于内螺纹铜管内表面积的增加，所以它的导热性能要比光管提高百分之二十到三十。 内螺纹铜管的发展大致经历了如下几个发展阶段： （1）山型齿内螺纹管； （2）梯型槽内螺纹管； （3）顶角型内螺纹管； （4）细高齿型内螺纹管。（又称瘦高齿内螺纹铜管） 目前，国外又陆续推出了高低齿齿型、齿顶开槽、双旋向等内螺纹管 传热性能： 按照国标gb/t20928-2007中的要求，内螺纹铜管产品按照产品名称、牌号、状态、 外径、底壁厚、齿高加齿顶角、螺旋角、螺纹数和标准编号的顺序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-20072、（用tp2制造的， 供应状态为

电厂在对管屏用测厚仪测厚时发现内螺纹管局部壁厚不足,取样解剖,通过着色发现在管子横断面上有很细的长条缺陷,现场判断为分层。实际是,电厂测厚的结果大部分是由于测厚仪与管子间偶合的不好,个别点是由于内螺纹管内部有小缺陷导致测厚减薄。经金相试验,结果表明缺陷是夹杂物。

本文分析了螺纹管换热器的强化传热的机理,论述了螺纹管换热器的准则方程,并提出了螺纹的最佳导程、槽深等结构参数。

碳钢管接头，内螺纹sch80，规格尺寸见图纸螺纹标准asmeb1.20. 尺寸数量单价 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 碳钢半管接头，内螺纹sch80，规格尺寸见图纸螺纹标准asmeb1.20. 尺寸数量单价 1/8"100 1/4"100 3/8"100 1/2"100 3/4"100 1"100 11/4"100 11/2"100 2"100 21/2"50 3"50 4"50 5"10 6"10 刘漫 2011*11*30

经过实验与理论对比,研究了r404a在外径9.52mm内螺纹管内局部平均冷凝换热系数。采用cavallini纯工质与混合工质关联式分别计算的冷凝换热系数,最大偏差不到4%。在工程计算r404a内螺纹管内冷凝换热系数时,可将其以纯质来对待。分析比较cavallini,yu-koyama和kaushink-azer关联式,各自的理论预测值和实验结果相比,表明cavallini关联式的预测精度最高,其标准偏差为7.76%。因此cavallini关联式对于r404a在管内的冷凝换热预测有较好的适用性。研究结果对r404a冷凝器的工程设计及其优化具有一定的参考意义。

介绍了紫铜内螺纹管成型原理,成型装置的结构特点,设备性能

在压力为8～10mpa、质量流速为350～600kg/(m2.s)、含汽率为0～1的工况范围内,对直径为38.1mm、壁厚为7.5mm的六头内螺纹管中汽液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究,试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,两相流摩擦压降倍率随压力增加而减小,在临界压力附近趋近于1;两相流摩擦压降倍率随含汽率增加而先增加,然后有减小的趋势;两相流摩擦压降倍率也随质量流速增加而减小。并对用于计算汽液两相流体摩擦压降的试验关联式中的b系数进行了讨论。