低質(zhì)量流速垂直并聯(lián)內(nèi)螺紋管密度波型不穩(wěn)定性試驗(yàn)

在系統(tǒng)壓力p=3～10mpa,質(zhì)量流速g=300～600kg/s,進(jìn)口過冷度δtsub=30～90℃,內(nèi)壁熱負(fù)荷q=0～190kw/m2的工況范圍內(nèi),采用試驗(yàn)段長度與內(nèi)徑之比(l/d)大于600、傾角為19.5o的φ38.1×7.5mm6頭內(nèi)螺紋管,研究了壓力、質(zhì)量流速、進(jìn)口過冷度以及兩管熱負(fù)荷不均勻?qū)Ω邏浩?水兩相流密度波脈動的影響。結(jié)果表明,隨壓力增加,系統(tǒng)穩(wěn)定性增加;隨質(zhì)量流速增加,臨界熱負(fù)荷增加,而臨界干度下降;進(jìn)口過冷度對密度波脈動呈現(xiàn)單值性影響,隨進(jìn)口過冷度下降,臨界熱負(fù)荷降低;在其他條件相同的情況下,并聯(lián)管不對稱加熱時的臨界熱負(fù)荷較對稱加熱時的臨界熱負(fù)荷更高。

在高壓試驗(yàn)臺上進(jìn)行了傾斜并聯(lián)內(nèi)螺紋管和光管內(nèi)汽-液兩相流不穩(wěn)定性試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上對兩種管型進(jìn)行了對比研究,探討了兩種管型下各種參數(shù)對流動不穩(wěn)定性的影響。對比研究表明,發(fā)生壓力降型脈動時,光管的界限熱負(fù)荷小于內(nèi)螺紋管;發(fā)生密度波型脈動時,內(nèi)螺紋管的界限熱負(fù)荷小于光管。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行最小二乘法回歸,給出了兩種管型內(nèi)發(fā)生不穩(wěn)定性的界限熱負(fù)荷無因次方程。

在亞臨界、近臨界及超臨界壓力區(qū),對600mw超臨界w火焰鍋爐水冷壁中垂直上升低質(zhì)量流速優(yōu)化內(nèi)螺紋管的傳熱特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到了不同運(yùn)行工況下內(nèi)螺紋管的壁溫分布,分析了壓力、外壁熱流密度、質(zhì)量流速對傳熱特性的影響。結(jié)果表明:低質(zhì)量流速優(yōu)化內(nèi)螺紋管具有良好的傳熱特性,能夠有效避免膜態(tài)沸騰;在亞臨界壓力區(qū),壓力與熱流密度的增大以及質(zhì)量流速的減小,均會導(dǎo)致干涸提前發(fā)生和干涸后的壁溫飛升值增大。與亞臨界壓力區(qū)相比,內(nèi)螺紋管在近臨界壓力區(qū)的傳熱特性變差,隨著壓力的增大,管壁溫度顯著升高,發(fā)生傳熱惡化時的臨界干度減小。在超臨界壓力區(qū),內(nèi)螺紋管在擬臨界點(diǎn)附近出現(xiàn)了傳熱強(qiáng)化;壓力越接近臨界壓力,傳熱強(qiáng)化越明顯;壓力與熱流密度的增大以及質(zhì)量流速的減小均會導(dǎo)致壁溫增大。

內(nèi)螺紋銅管又稱非平滑管，英文名稱innergroovedcoppertube(igt)，是指 外表面光滑，內(nèi)表面具有一定數(shù)量，一定規(guī)則螺紋的內(nèi)螺紋tp2紫銅管。 由于內(nèi)螺紋銅管內(nèi)表面積的增加，所以它的導(dǎo)熱性能要比光管提高百分之二十到三十。 內(nèi)螺紋銅管的發(fā)展大致經(jīng)歷了如下幾個發(fā)展階段： （1）山型齒內(nèi)螺紋管； （2）梯型槽內(nèi)螺紋管； （3）頂角型內(nèi)螺紋管； （4）細(xì)高齒型內(nèi)螺紋管。（又稱瘦高齒內(nèi)螺紋銅管） 目前，國外又陸續(xù)推出了高低齒齒型、齒頂開槽、雙旋向等內(nèi)螺紋管 傳熱性能： 按照國標(biāo)gb/t20928-2007中的要求，內(nèi)螺紋銅管產(chǎn)品按照產(chǎn)品名稱、牌號、狀態(tài)、 外徑、底壁厚、齒高加齒頂角、螺旋角、螺紋數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)編號的順序表示： 示例1：tp2m2φ9.52×0.30+0.20-53-18/60gb/t20928-20072、（用tp2制造的， 供應(yīng)狀態(tài)為

通過對比不同結(jié)構(gòu)尺寸的垂直上升內(nèi)螺紋管在亞臨界及超臨界壓力下的傳熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式,結(jié)果表明:傳熱系數(shù)隨著質(zhì)量流量的增大、壓力及熱負(fù)荷的減小而增大;換熱系數(shù)峰值在兩相沸騰區(qū);在超臨界壓力區(qū),由于水在擬臨界附近變化劇烈,在擬臨界焓值區(qū)傳熱系數(shù)有最大值。內(nèi)螺紋管結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳熱特性的影響與無因次數(shù)n有密切關(guān)系。

在壓力9～22mpa,質(zhì)量流速450～2000kg·m?2·s?1,內(nèi)壁熱負(fù)荷200～700kw·m?2的參數(shù)范圍內(nèi),試驗(yàn)研究了用于1000mw超超臨界鍋爐??28.6mm×5.8mm垂直上升內(nèi)螺紋水冷壁管內(nèi)汽水流動沸騰傳熱。研究表明:內(nèi)螺紋管內(nèi)壁螺紋的漩流作用可抑制偏離核態(tài)沸騰(dnb)傳熱惡化,內(nèi)螺紋管在高干度區(qū)發(fā)生蒸干型(do)傳熱惡化。增大質(zhì)量流速可推遲壁溫飛升,壁溫飛升幅度隨質(zhì)量流速增大而降低。熱負(fù)荷越大管壁溫越高,隨熱負(fù)荷增大管壁壁溫飛升提前,且傳熱惡化后壁溫飛升值增大。隨著壓力增加,壁溫飛升發(fā)生干度值減小。內(nèi)螺紋管汽水流動沸騰傳熱系數(shù)呈?形分布,傳熱系數(shù)峰值出現(xiàn)在汽水沸騰區(qū)。文中還給出了亞臨界壓力區(qū)內(nèi)螺紋管單相區(qū)和汽水沸騰區(qū)的傳熱系數(shù)試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。

在壓力p=24~32mpa、質(zhì)量流速g=420~800kg/(m2·s)、外壁熱流密度q=150~360kw/m2的參數(shù)范圍內(nèi),對低質(zhì)量流速下水在超臨界循環(huán)流化床(cfb)環(huán)形爐膛鍋爐水冷壁中內(nèi)螺紋管內(nèi)的傳熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得到了不同運(yùn)行工況下內(nèi)螺紋管的壁溫分布規(guī)律,分析了外壁熱負(fù)荷、質(zhì)量流速和壓力對內(nèi)螺紋管傳熱特性的影響,并給出了可用于工程實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。結(jié)果表明:超臨界壓力下,內(nèi)螺紋管壁溫隨流體焓值的增加單調(diào)增加,在擬臨界點(diǎn)附近發(fā)生了傳熱強(qiáng)化現(xiàn)象,壁溫曲線變平緩,傳熱系數(shù)達(dá)到最大值;外壁熱負(fù)荷的增大、質(zhì)量流速的減小以及壓力的增大都會使內(nèi)螺紋管壁溫升高,傳熱系數(shù)減小。

碳鋼管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價 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 碳鋼半管接頭，內(nèi)螺紋sch80，規(guī)格尺寸見圖紙螺紋標(biāo)準(zhǔn)asmeb1.20. 尺寸數(shù)量單價 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 劉漫 2011*11*30

通過對600mw超臨界w火焰鍋爐水冷壁的設(shè)計與應(yīng)用,研究試驗(yàn)φ32mm×6.3mm四頭12cr1movg優(yōu)化內(nèi)螺紋管(omlr)在亞臨界、近臨界、超臨界區(qū)的流動傳熱特性。試驗(yàn)獲得了不同工況(壓力、熱負(fù)荷、質(zhì)量流速)下內(nèi)螺紋管壁溫分布和內(nèi)壁換熱系數(shù)隨焓值的變化規(guī)律。并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),擬合建立單相、兩相換熱系數(shù)計算關(guān)聯(lián)式,同時進(jìn)一步建立傳熱惡化發(fā)生時的臨界條件及干涸后傳熱計算關(guān)聯(lián)式,為鍋爐垂直上升內(nèi)螺紋管水冷壁設(shè)計和運(yùn)行提供可靠數(shù)據(jù)。

電廠在對管屏用測厚儀測厚時發(fā)現(xiàn)內(nèi)螺紋管局部壁厚不足,取樣解剖,通過著色發(fā)現(xiàn)在管子橫斷面上有很細(xì)的長條缺陷,現(xiàn)場判斷為分層。實(shí)際是,電廠測厚的結(jié)果大部分是由于測厚儀與管子間偶合的不好,個別點(diǎn)是由于內(nèi)螺紋管內(nèi)部有小缺陷導(dǎo)致測厚減薄。經(jīng)金相試驗(yàn),結(jié)果表明缺陷是夾雜物。

在壓力為8～10mpa、質(zhì)量流速為350～600kg/(m2.s)、含汽率為0～1的工況范圍內(nèi),對直徑為38.1mm、壁厚為7.5mm的六頭內(nèi)螺紋管中汽液兩相流體的摩擦壓降特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)段采用水平絕熱布置。試驗(yàn)結(jié)果表明:壓力對兩相流摩擦壓降的影響很大,兩相流摩擦壓降倍率隨壓力增加而減小,在臨界壓力附近趨近于1;兩相流摩擦壓降倍率隨含汽率增加而先增加,然后有減小的趨勢;兩相流摩擦壓降倍率也隨質(zhì)量流速增加而減小。并對用于計算汽液兩相流體摩擦壓降的試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式中的b系數(shù)進(jìn)行了討論。

在壓力22.5~28mpa,質(zhì)量流速600~1000kg·m-2·s-1,工質(zhì)比焓800~3100kj·kg-1范圍內(nèi),對超臨界水在四頭內(nèi)螺紋管內(nèi)的流動阻力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到了不同工況下內(nèi)螺紋管流動阻力的變化規(guī)律,分析了壓力、質(zhì)量流速和工質(zhì)比焓變化對內(nèi)螺紋管摩擦阻力系數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:超臨界壓力下質(zhì)量流速對摩擦阻力壓降有很大影響,但對摩擦阻力系數(shù)的影響很小;在擬臨界區(qū)域摩擦阻力系數(shù)有階躍式增長現(xiàn)象,且這種階躍增長現(xiàn)象隨著壓力的增加而減弱。整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到超臨界水的內(nèi)螺紋管摩擦阻力系數(shù)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,與試驗(yàn)值相比誤差小于15%,為設(shè)計具有良好水動力特性的超臨界鍋爐提供可靠依據(jù)。

本文針對原有內(nèi)螺紋管水壓工裝的原理、結(jié)構(gòu)及使用后的效果，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)情，對局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，有效地提高了生產(chǎn)效率。

在壓力為10~28mpa、質(zhì)量流速為500~1220kg/(m2.s)、熱負(fù)荷為140~400kw/m2的工況范圍內(nèi),在試驗(yàn)臺上進(jìn)行了直徑38.1mm、厚度7.5mm垂直上升內(nèi)螺紋管的傳熱特性研究.結(jié)果表明:在亞臨界壓力區(qū),內(nèi)螺紋管的旋流作用使內(nèi)螺紋管具有明顯的傳熱強(qiáng)化效果;隨著壓力的升高,特別是在近臨界壓力區(qū),由于汽-液比體積的差值減小,內(nèi)螺紋管的旋流作用降低,所以強(qiáng)化傳熱效果降低.在超臨界壓力區(qū),管內(nèi)流體屬于單相流體,當(dāng)管中心處工質(zhì)溫度與貼壁處工質(zhì)溫度均低于擬臨界溫度時,管中心工質(zhì)與管內(nèi)貼壁處工質(zhì)之間的比體積相差很小,使得內(nèi)螺紋管的旋流作用降低,管壁溫度升高較快,傳熱惡化;當(dāng)管中心工質(zhì)溫度低于擬臨界溫度、而貼壁處工質(zhì)溫度高于擬臨界溫度時,兩處工質(zhì)之間的比體積差增大,使得內(nèi)螺紋管的旋流作用增強(qiáng),傳熱強(qiáng)化,壁溫降低.

介紹了紫銅內(nèi)螺紋管成型原理,成型裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)備性能

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針對并聯(lián)矩形通道,基于積分法建立包括入口段、加熱段和上升段的并聯(lián)通道流動不穩(wěn)定性模型,開發(fā)并聯(lián)矩形通道流動不穩(wěn)定性分析程序,并采用國內(nèi)外并聯(lián)通道流動不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)對程序進(jìn)行驗(yàn)證;其次,采用計算分析程序分析并聯(lián)矩形雙通道系統(tǒng)壓力、入口及出口節(jié)流等條件對矩形雙通道流動不穩(wěn)定性邊界和系統(tǒng)脈動頻率的影響。分析結(jié)果表明,不同壓力下系統(tǒng)流動不穩(wěn)定性邊界和系統(tǒng)脈動頻率分布重合,但對相同入口過冷度工況,隨著壓力增大,系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng),系統(tǒng)脈動頻率增大;隨著入口阻力系數(shù)增加和出口阻力系數(shù)減小,系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng),系統(tǒng)脈動頻率增大。

為研究各種換熱設(shè)備因污垢熱阻的存在而造成大量能源浪費(fèi)的實(shí)際運(yùn)行過程.在考慮污垢的情況下,綜合換熱管的阻力特性,對比分析了分別選用內(nèi)螺紋管和內(nèi)壁光滑管的冷凝器的經(jīng)濟(jì)性,探討其是否能夠提高冷凝器的換熱性能從而降低系統(tǒng)能耗.結(jié)果表明,選用內(nèi)螺紋管不一定能夠提高冷凝器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,冷凝器存在臨界流速和臨界時間.文中結(jié)果為冷凝器的設(shè)計和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了理論依據(jù)和指導(dǎo).

通過綜合考慮振型耦合顫振效應(yīng)、再生顫振效應(yīng)和摩擦型顫振效應(yīng)等3方面的主要因素,建立了基于這3個方面因素的動力學(xué)模型,分析了剛度主軸與切削法方向夾角、摩擦角對顫振的影響規(guī)律,找到了能夠避開大、小剛度主軸相近的內(nèi)螺紋車削的刀桿截面。

從理論上分析了芯棒倒錐角和芯棒長度對內(nèi)螺旋凸筋形狀畸變的抑制和消除作用，提出了采用倒錐形等螺距芯棒拉拔內(nèi)螺紋管時芯棒幾何參數(shù)的設(shè)計方法

為了揭示斜流式泵噴水推進(jìn)器的內(nèi)部流動規(guī)律,利用多重參考系法,選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和sim-ple算法,對不同工況下斜流式泵噴水推進(jìn)器進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了泵內(nèi)部流動與其不穩(wěn)定性之間的關(guān)系及葉輪葉片表面的壓力分布規(guī)律.結(jié)果表明:揚(yáng)程系數(shù)ψ與q/qbep曲線在流量為0.65qbep～0.67qbep工況下出現(xiàn)了正斜率(q為工況點(diǎn)流量,qbep為最佳設(shè)計工況點(diǎn)流量),主要原因是導(dǎo)葉進(jìn)口輪轂處的回流撞擊葉輪出口流動,使其產(chǎn)生流動分離,最終形成旋渦,導(dǎo)致內(nèi)部流動不穩(wěn)定,從而使壓力上升;在流量為0.65qbep和0.85qbep工況下,導(dǎo)葉內(nèi)均出現(xiàn)回流,回流區(qū)域及回流速度隨流量減小而增大.模擬分析說明斜流式泵噴水推進(jìn)器在小流量工況下運(yùn)行具有不穩(wěn)定性.

對不同結(jié)構(gòu)的內(nèi)螺紋管內(nèi)空氣-水兩相流動的阻力特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,從實(shí)驗(yàn)方面得出了影響內(nèi)螺紋管阻力特性的主要幾何參數(shù)(螺紋高度,螺紋升角,螺紋寬度等)對內(nèi)螺紋管阻力特性的影響規(guī)律。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引入了研究內(nèi)螺紋管阻力特性的并聯(lián)管路模型,最終得出適用于不同結(jié)構(gòu)內(nèi)螺紋管的阻力特性半理論經(jīng)驗(yàn)公式。通過該公式可以較好地反映出各個幾何參數(shù)對內(nèi)螺紋管阻力特性的影響規(guī)律。