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《清华大学》 1995年
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换热器温差场均匀性原则及其应用

周森泉  
【摘要】:换热器的强化传热始终是换热器研究的重要课题,采用高效传热面、扰流元件、外加电磁场可强化换热器传热。本文研究一种新的强化传热途径——运用换热器温差场均匀性原则提高换热器的效能。十一种典型换热器的数学分析和数值计算结果指出,在相同的传热单元数和热容量流比的条件下,温差场愈均匀效能愈高,表明了温差场均匀性原则的正确性。在维持总传热面积不变的条件下,于叉流换热器冷热流体相交点区域,及由该点所在对角线从两侧往对角线中心区域增加局部传热面积,可改善温差场的均匀程度,从而提高效能。数学分析和数值计算的结果表明,于来流速度或者在冷热流体来流温差大处增加传热面积可改善温差场均匀程度,并强化传热。根据温差场均匀性原则,改变顺流换热器的传热面积分布,也可改善换热器的温差场均匀程度并强化传热。对带有热汇(源)的逆顺流换热器,在一定的条件下,顺流换热器的效能可大于逆流换热器的效能,其原因就是此时顺流换热器的温差场要比逆流换热器均匀。建立了测量换热器效能和温差场均匀性因子的热水空冷实验台,实验结果验证了温差场均匀性原则的正确性。用温差场均匀性原则分析现有空冷器设计,提出了通过改变传热面积的分布和管子的连接方式来强化换热器的传热,对两种典型空冷器的性能改进分析表明,在流体功耗、换热器制造成本不明显提高及不增加外部设备的情况下,可节省空冷器的传热面积8-20%。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1995
【分类号】:TK172

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨卫民;韩崇刚;李锋祥;张震;;管程组合转子传热及阻力特性的实验研究[J];热能动力工程;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴良柏;李震;宋耀祖;任建勋;;吸收式空气处理器中焓差场均匀性原则[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 柴本银;振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D];山东大学;2010年
2 蒋夫花;大型轴流管壳式换热器中的深度换热[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郑美玲;换热网络及壳管式换热器的热力过程优化[D];上海交通大学;2011年
2 罗建曦;汽车热管理系统集成空气侧热流体分析研究[D];清华大学;2004年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 杨善让,杨沫,李中伯,杨金顺,金虹,过增元;多背压凝汽器温差场均匀性分析[J];工程热物理学报;1993年03期
2 周森泉,过增元,胡桅林,李志信;来流温度速度不均匀时换热器效能的分析[J];工程热物理学报;1994年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾文良;邓先和;;轴流管壳式换热器壳程流动与传热性能的数值研究[J];化学工程与装备;2009年07期
2 郜时旺,杨沫,徐志明,金虹,杨善让,过增元;多背压凝汽器中温差场均匀性原则的直接证明[J];工程热物理学报;1997年06期
3 周森泉,过增元,胡桅林,李志信;来流温度速度不均匀时换热器效能的分析[J];工程热物理学报;1994年04期
4 宋伟明;孟继安;梁新刚;李志信;;一维换热器中温差场均匀性原则的证明[J];化工学报;2008年10期
5 曾文良;邓先和;;并流多通道管壳式换热器壳程流场分布[J];化工学报;2011年12期
6 邓先和,王杨君,黄德斌,张亚君;来流不均匀分布对换热器传热的影响[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年02期
7 曾文良;张复兴;王剑秋;邓先和;;轴流管壳式换热器壳侧流体优化分布数值研究[J];衡阳师范学院学报;2009年03期
8 曾文良;李喜玉;邓先和;;并流多通道进出口管壳式换热器壳程传热性能比较[J];化学工程;2010年04期
9 曾文良;邓先和;;并流多通道管壳式换热器壳侧流场数值研究[J];化学工程;2011年01期
10 ;A novel method to improve the performance of heat exchanger——Temperature fields coordination of fluids[J];Chinese Science Bulletin;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 蒋夫花;大型轴流管壳式换热器中的深度换热[D];华南理工大学;2011年
2 张毅;车辆散热器模块流动与传热问题的数值分析与试验研究[D];浙江大学;2006年
3 文键;基于PIV技术的换热器内部场分布特性研究[D];西安交通大学;2006年
4 董军启;车辆冷却系统空气侧特性研究[D];上海交通大学;2008年
5 曾文良;大型轴流管壳式换热器流动与传热的若干关键问题研究[D];华南理工大学;2009年
6 吴华新;空气—水介质板式换热器流动与传热特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 柳雄斌;换热器及散热通道网络热性能的火积分析[D];清华大学;2009年
8 郭春生;新型复合人字形板式换热器传热与流动理论分析及实验研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 毛建丰;入口速度分布对热管换热器性能影响的数值模拟与优化[D];中南大学;2011年
2 张信安;蒸发器的动态特性仿真[D];大连海事大学;2001年
3 王学宾;凌钢200m~3石灰竖窑余热回收系统的研究[D];辽宁科技大学;2007年
4 罗超;翅片管式蒸发器结霜性能的仿真与实验研究[D];上海交通大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毕立群,麻德贤;换热网络综合中最小换热单元数的神经网络模型[J];北京化工大学学报(自然科学版);1995年02期
2 欧阳鸿武,杨晓辉;汽车外流场数值模拟中网格生成方法的改进[J];长沙交通学院学报;1999年03期
3 詹海波;张仲彬;邵天成;徐志明;董新;;缩放管流动阻力与传热性能的实验研究[J];东北电力大学学报;2007年01期
4 李乃朝,衣宝廉;离子交换膜燃料电池汽车[J];电化学;1997年02期
5 王乃华;滕斌;高翔;骆仲泱;岑可法;;螺旋翅片管束换热过程的熵产分析[J];动力工程;2009年02期
6 何法江;曹伟武;匡江红;严平;钱尚源;梁怀琪;韩永华;;螺旋翅片管束传热和阻力特性的试验研究[J];动力工程;2009年05期
7 姚寿广,周根明,朱德书;内插螺旋线圈管的强化传热试验及结构优化研究[J];动力工程;1998年05期
8 沈玉英,陈保东,方国文;气-气热管换热器的优化选型设计[J];抚顺石油学院学报;2000年02期
9 杨善让,杨沫,李中伯,杨金顺,金虹,过增元;多背压凝汽器温差场均匀性分析[J];工程热物理学报;1993年03期
10 郜时旺,杨沫,徐志明,金虹,杨善让,过增元;多背压凝汽器中温差场均匀性原则的直接证明[J];工程热物理学报;1997年06期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 孟继安;基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用[D];清华大学;2003年
2 孙世梅;高温热管换热器强化传热及结构优化模拟研究[D];南京工业大学;2004年
3 马永锡;振荡热管传热机理及传热性能的研究[D];南京工业大学;2006年
4 焦安军;换热器入口物流分配特性研究与优化设计[D];西安交通大学;2002年
5 柳雄斌;换热器及散热通道网络热性能的火积分析[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 梁泽德;粘性流体在光滑横管外壁形成液膜的机理研究[D];中国海洋大学;2004年
2 武雅洁;水平螺旋槽管壁面降液膜传热特性的研究[D];中国海洋大学;2005年
3 苏文杰;换热网络优化规则及求解策略研究[D];大连理工大学;2006年
4 杜亮坡;水平管外降膜蒸发传热性能的实验研究[D];河北工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 彭威;关昌峰;阎华;张震;丁玉梅;杨卫民;;内置间隔排布转子串换热管的传热和阻力特性实验研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2013年01期
2 高青;钱妍;戈非;;汽车动力舱多热力系统模型分析方法[J];汽车工程学报;2012年01期
3 邓义斌;黄荣华;王兆文;程伟;;车辆热管理系统及其研究[J];汽车工程师;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 董军启;车辆冷却系统空气侧特性研究[D];上海交通大学;2008年
2 吕锋;商用车冷却模块匹配设计方法研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 杨圣印;全地面起重机冷却系统空气流场仿真分析[D];吉林大学;2011年
2 刘鹏;平地机发动机舱空气侧流动仿真研究[D];吉林大学;2012年
3 李峥峥;基于冷却部件布置的重型卡车机舱内流特性研究[D];吉林大学;2012年
4 钱妍;耦合空调动力舱气动冷却过程分析[D];吉林大学;2012年
5 袁聿震;基于一、三维耦合的车辆热管理系统仿真计算[D];山东大学;2012年
6 邹少军;高原用滑移装载机冷却系统设计研究[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨善让,杨沫,李中伯,杨金顺,金虹,过增元;多背压凝汽器温差场均匀性分析[J];工程热物理学报;1993年03期
【相似文献】
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1 周森泉,过增元,胡桅林,李志信;来流温度速度不均匀时换热器效能的分析[J];工程热物理学报;1994年04期
2 焦安军,厉彦忠,张瑞,郭航,陈纯正;物流分配的不均匀性对紧凑式换热器效能的影响[J];西安交通大学学报;2001年03期
3 任承钦,汤广发,张国强,陈在康;一种新型板式换热器的设计及其传热特性的模拟研究[J];暖通空调;2003年05期
4 高桂兰,赵宝珠,潘效军;用热力学第二定律分析换热器内传热过程[J];东北电力学院学报;1995年04期
5 过增元,李志信,周森泉,熊大曦;换热器中的温差场均匀性原则[J];中国科学E辑;1996年01期
6 张鸿坚;空冷发电厂的热力设计与分析[J];中国电机工程学报;1992年04期
7 刁乃仁,曾和义,方肇洪;竖直U型管地热换热器的准三维传热模型[J];热能动力工程;2003年04期
8 黄跃武,孙德兴;变温热源不可逆制冷机分析[J];暖通空调;2003年05期
9 许箐,厉彦忠,张哲;两相流板翅式换热器入口分配特性的实验研究[J];西安交通大学学报;2004年03期
10 焦安军,厉彦忠,张瑞,陈纯正;封头结构对板翅式换热器物流分配不均匀性的影响[J];化工学报;2003年07期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 徐正;;换热器效能评价的新方法[A];全国第四届换热器学术会议论文集[C];2011年
2 过增元;;对现有热学理论的思考[A];新观点新学说学术沙龙文集38:热学新理论及其应用[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周森泉;换热器温差场均匀性原则及其应用[D];清华大学;1995年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王永;翅片管换热器温差场的均匀性研究[D];华中科技大学;2007年
2 黄超进;板翅式换热器物流分配特性研究[D];上海交通大学;2010年
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