重力热管结构简单,成本低廉,具有良好的传热性能,越来越多地应用在余热回收装置中。该文通过实验和数值模拟研究重力热管内部的启动、流动、相变以及传热特性,选取与实际尺寸参数一致的热管进行实验,采用流体体积多相流(volume of fluid...重力热管结构简单,成本低廉,具有良好的传热性能,越来越多地应用在余热回收装置中。该文通过实验和数值模拟研究重力热管内部的启动、流动、相变以及传热特性,选取与实际尺寸参数一致的热管进行实验,采用流体体积多相流(volume of fluid,VOF)模型对热管内的气液两相流和传热进行模拟,揭示充液率、倾角、冷凝段长度、冷却风速等对热管等温性、传热系数、传热热阻、传热效率的影响规律,得到热管的启动特性和传热特性。结果表明:在15%~35%的充液率中,充液率为30%的热管具有最小的热阻和最大的传热效率比;在0°~15°的倾角中,倾角为9°的热管热阻最小,等温性能最好;热管启动时间随真空度的增大而缩短,1050 s时出现间歇沸腾现象;传热功率不变的情况下,冷却水流量与最佳冷凝段长度成反比;风冷工况下,最佳管外轴向风速为8.4 m/s;数值模拟结果与实验结果吻合较好,并得到最佳工况下重力热管启动过程中内部工质相态分布的演变过程。研究结果可为电厂中热管换热器的设计和应用提供一定指导。展开更多
文摘重力热管结构简单,成本低廉,具有良好的传热性能,越来越多地应用在余热回收装置中。该文通过实验和数值模拟研究重力热管内部的启动、流动、相变以及传热特性,选取与实际尺寸参数一致的热管进行实验,采用流体体积多相流(volume of fluid,VOF)模型对热管内的气液两相流和传热进行模拟,揭示充液率、倾角、冷凝段长度、冷却风速等对热管等温性、传热系数、传热热阻、传热效率的影响规律,得到热管的启动特性和传热特性。结果表明:在15%~35%的充液率中,充液率为30%的热管具有最小的热阻和最大的传热效率比;在0°~15°的倾角中,倾角为9°的热管热阻最小,等温性能最好;热管启动时间随真空度的增大而缩短,1050 s时出现间歇沸腾现象;传热功率不变的情况下,冷却水流量与最佳冷凝段长度成反比;风冷工况下,最佳管外轴向风速为8.4 m/s;数值模拟结果与实验结果吻合较好,并得到最佳工况下重力热管启动过程中内部工质相态分布的演变过程。研究结果可为电厂中热管换热器的设计和应用提供一定指导。
