沸腾传热强化技术及方法
强化沸腾传热的方法
沸腾传热强化技方法及比较摘要针对强化沸腾传热方法，本文主要主要对粉末烧结法、喷涂法进行了介绍，分析了各种方法的优缺点, 并对各种方法的强化传热效果进行了比较。
关键词沸腾传热；强化传热；喷涂多孔表面；粉末多孔表面Boiling heat transfer enhancement techniques and comparisonAbstract:To the enhanced boiling heat transfer method, this paper mainly focuses on introducing the powder sintering method, spray method .analyzing the advantages and disadvantages of various methods, and comparing the various methods of heat transfer enhancement effect.Key words: Boiling heat transfer Heat transfer enhancement Spraying porous surface Powder porous surface1 前言在常规能源不断减少, 节约和有效使用能源的要求不断提高的形势下, 强化传热技术已经成为传热研究领域的一个重要课题. 强化传热研究, 特别是强化沸腾传热研究, 对提高能源的有效利用率, 新能源开发和高热负荷下材料的热保护等有重要意义. 目前强化沸腾传热的主要方法是改善传热表面结构。
常用的表面结构有各种形状的沟槽、肋片和多孔表面。
其中自20 世纪60 年代发展起来的多孔表面换热器以其高效沸腾换热、低温差沸腾、高临界热流密度和良好的反堵塞能力, 已成为一种工业应用前景广泛的换热装置。
本文主要进行喷涂多孔表面、粉末多孔表面等沸腾传热研究, 分析了各种方法的优缺点, 并对各种方法的强化传热效果进行了比较。
Al2O3-H2O纳米流体池内沸腾强化传热实验的曲面响应优化
第38卷,总第221期2020年5月,第3期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.38,Sum.No.221May.2020,No.3Al 2O 3-H 2O 纳米流体池内沸腾强化传热实验的曲面响应优化雷佳杰,卿 山,陈鹏飞,张 禄,廖稷邦,张 迎(昆明理工大学冶金与动力工程学院,云南 昆明 650000)摘 要:为了提高余热回收效率,强化沸腾换热。
在池内沸腾强化换热实验中运用Al 2O 3-H 2O 纳米流体,研究了Al 2O 3纳米流体浓度、工件壁厚、热流密度对强化率的影响及最优强化条件。
单因素分析结果显示,随着Al 2O 3纳米流体浓度、热流密度增大,强化率先增大后减小;随着工件壁厚增大,强化率逐渐减小。
在单因素分析结果上,采用响应曲面法中Box -Behnken Design (BBD )模型对池内沸腾传热条件优化,得出三个因素对强化率的影响大小为:Al 2O 3纳米流体浓度>工件壁厚>热流密度。
并且Al 2O 3纳米流体浓度与热流密度交互作用对强化率最为显著。
通过曲面响应拟合最佳实验条件为:质量浓度1.2wt%、热流密度83543W /m 2、壁厚0.45mm ,模拟结果强化率为107%,实验测得最优条件下强化率为106%,与预测接近。
关键词:纳米流体;池内核态沸腾;强化传热;曲面响应;水基氧化铝;BBD 模型中图分类号:TK01+9 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2020)03-0206-07收稿日期 2019-11-06 修订稿日期 2019-04-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(51966005;51566005)作者简介:雷佳杰(1996~),男,硕士研究生,主要研究方向为纳米流体换热特性。
Surface Response Optimization of Boiling Heat Transfer EnhancementExperiment in Al 2O 3-H 2O Nanofluid PoolLEI Jia -jie,QING Shan,CHEN Peng -fei,ZHANG Lu,LIAO Ji -bang,ZHANG Ying(Kunming University of Science and Technology,School of Energy and Power Engineering,Kunming 650093,China)Abstract :In order to improve the efficiency of waste heat recovery and enhance the boiling heat transfer.The effects of Al 2O 3-H 2O nanofluid concentration,workpiece wall thickness and heat flux density on the strengthening rate and the optimal strengthening conditions were studied in the pool boiling heat transfer experiment.The results of single factor analysis showed that with the increase of Al 2O 3nanofluid concen⁃tration and heat flux density,the strengthening first increased and then decreased.With the increase ofthe wall thickness,the strengthening rate decreases.Based on the single factor analysis results,the Box Behnken Design (BBD)model in response surface method is used to optimize the boiling heat transfer conditions in the pool.The results show that the influence of three factors on the strengthening rate is:Al 2O 3nanofluid concentration >workpiece wall thickness >heat flow density.Moreover,the interactionbetween Al 2O 3nanofluid concentration and heat flux density is the most significant.The best experimental·602·conditions are as follows:concentration1.2wt%,heat flux83543W/m2,wall thickness0.45mm. The simulation results show that the strengthening rate is107%,and the best experimental conditions are 106%,which is close to the prediction.Key words:nanofluid;nucleate boiling;enhanced heat transfer;surface response;Al2O3-H2O;BBD model 1995年纳米流体的概念首次被Choi等[1]提出,其指按照实验要求,将一定量的金属或非金属纳米级颗粒以一定比例和方式与传统的换热介质进行配比,最终使纳米颗粒稳定的悬浮在换热介质中,构成一种新型换热介质。
沸腾强化换热原因
沸腾强化换热原因
沸腾强化换热是指在传统换热过程中，由于流体的沸腾现象而引起的加强换热效果。
沸腾强化换热的原因主要包括以下几点：
1.传热面积增加：在沸腾过程中，流体与换热壁面之间会形成大量的气液界面，这些界面的形成增加了传热面积，从而增强了换热效果。
2.温度梯度增大：沸腾过程中，由于液态流体与蒸汽在温度上的差异，使得传热界面上的温度梯度增大。
温度梯度的增大将导致更大的传热驱动力，从而提高换热效率。
3.对流换热增强：在沸腾过程中，由于液相的剪切作用，蒸汽的产生和泡沫的移动导致了流体的对流换热，这种对流换热机制使得热量的传递更加迅速和有效。
4.泡沫脱落热传递：在沸腾过程中，泡沫在壁面上形成并快速脱落，这种泡沫脱落会带走大量的热量，从而促进了换热过程。
5.液体搅动增强：在沸腾过程中，蒸汽的产生和泡沫的移动会引起流体的搅动，这种液体搅动可以破坏边界层，促进流体与换热面之间的传热，从而增强了换热效果。
总的来说，沸腾强化换热的原因是由于沸腾过程中产生的气液界面、温度梯度增大、对流换热、泡沫脱落和液体搅动等因
素共同作用，这些因素使得沸腾强化换热具有高效、高传热能力的特点。
传热学-学习课件-7-6影响沸腾换热的因素及强化
换热得到某种程度的强化。
传热学 Heat Transfer
2 过冷度 只影响过冷沸腾，不影响饱和沸腾，因自然对流换热
时，h (tw t f )1 4 ，因此，过冷会强化换热。
3 液位高度 当传热表面上的液位足够高时，沸腾换热表面传热系
目前有两种常用的手段： (1)用烧结、钎焊、火焰喷涂、电离沉积等物理与 化学手段
在换热表面上形成多孔结构。 (2)机械加工方法。
传热学 Heat Transfer
传热学 Heat Transfer
Thanks
从0.1～1009.8 m/s2 的范围内，g对核态沸腾换热
规律没有影响，但对自然对流换热有影响，由于
Gr
gtl 3 2
Nu C(Re Gr )n
因此，g Nu 换热加强。
5、管内沸腾
传热学 Heat Transfer
锅炉水冷壁结构。
数与液位高度无关。但当液位降低到一定值时，表面传 热系数会明显地随液位的降低而升高(临界液位)。
传热学 Heat Transfer
图中介质为一个大气压下的水
传热学 Heat Transfer
4 重力加速度 随着航空航天技术的发展，超重力和微重力条件下的
传热规律得到蓬勃发展，但目前还远没到成熟的地步，就 现有的成果表明：
传热学 He传at热Tr学ansfeHr eat Transfer
传热学 Heat Transfer
主讲老师：王舫 适用专业：能源与动力工程专业
传热学 Heat Transfer
7.6 影响沸腾换热的因素及强化
沸腾换热是我们学过的换热现象中最复杂的，影响因素 也最多，由于我们只学习了大容器沸腾换热，因此，影响 因素也只针对大容器沸腾换热。
强化传热
杜明照10116117 化机研10管壳式换热器无源强化传热技术杜明照（常州大学机械工程学院，江苏常州213016）摘要：管壳式换热器是在工业中应用最为广泛的一种换热器，对其强化传热的研究对节能减排、缓解能源危机有着重要的意义。
本文首先论述了强化传热技术及其强化途径，其次具体介绍了管壳式换热器无源强化传热技术实现方法及其各种换热元件。
关键词：管壳式换热器；强化传热；节能减排The Passive Heat Transfer Enhancement of Shell and Tube Heat ExchangerDu Mingzhao(Changzhou University, College of Mechanical Engineering, Changzhou Jiangsu, 213016) Abstract: Shell and tube heat exchanger is a kind of heat exchanger which is the most widely used in industry .The research of heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger has an important significance for the energy conservation、emission reduction, and relieve the energy crisis. This paper discusses the technology of heat transfer enhancement and the way of strengthens, then gives a specific description of the passive heat transfer enhancement of shell and tube heat exchanger and its various components.Keywords: Shell and tube heat exchanger；Heat transfer enhancement；Energy saving and emission reduction0 引言近年来，随着中国经济的快速发展，石油、化工等行业得到了长足的发展，各工业部门都在大力发展大容量、高性能设备，并且随着能源危机的进一步加大，对换热器的性能要求进一步提高，换热器向着尺寸小、重量轻、换热能力大、换热效率高的方向发展，因此强化传热技术成为一个蓬勃发展的研究领域。
沸腾两相流微尺度强化传热机理研究与预测模型的开题报告
沸腾两相流微尺度强化传热机理研究与预测模型的开题报告一、研究背景和意义沸腾两相流微尺度强化传热机理是研究领域的热点和难点之一。
在工业生产和科研领域中，沸腾两相流传热问题不仅在石油化工、核工业、电力工业等领域中广泛用于测量和优化系统的传热性能，还是近年来许多新型加热技术（如超级导体、高温等离子体工程等）中必不可少的手段。
沸腾两相流传热机理研究的提升对于优化工业生产过程、解决环境问题、提高人类能源利用效率方面具有重要的理论价值和现实意义。
目前，在沸腾两相流传热领域，微观尺度强化传热机理是一个极具挑战性的问题。
喀斯特效应、纳米颗粒沸腾等效应等都是微观尺度传热机理的热点研究方向。
二、研究目的本研究旨在研究沸腾两相流微尺度强化传热机理及其预测模型，探索微观尺度沸腾两相流传热过程和机理，为未来沸腾两相流传热的理论和工程应用提供有力的支持。
三、研究内容本研究主要包括以下内容：1. 沸腾两相流传热基本原理研究：重点研究在微观尺度下的沸腾两相流传热机理，探讨微观环境对强化传热的影响。
2. 微观沸腾两相流传热实验研究：建立微观沸腾两相流传热实验系统，探讨滴流沸腾、纳米颗粒沸腾等机理及其传热特性。
3. 微观沸腾两相流传热预测模型研究：通过数学模型和计算机模拟，对沸腾两相流传热机理进行预测模型的建立和验证，为工程应用提供理论依据。
四、研究方法和技术路线本研究主要采用以下方法和技术路线：1. 理论研究：梳理和分析相关文献，研究微观沸腾两相流传热机理及其影响因素。
2. 实验方案设计：设计微观沸腾两相流传热实验系统，确定实验参数和测量方法。
3. 实验研究：根据实验方案，开展仿真实验和数据采集，获取实验数据，对实验数据进行分析和处理。
4. 模型建立和验证：基于实验数据，建立微观沸腾两相流传热预测模型，通过计算机模拟进行验证。
五、研究进展和预期成果本研究已进行了相关文献调研和实验方案设计，并进行实验设备的采购和搭建工作。
预计在未来的研究中，将先进行实验研究，进而建立微观沸腾两相流传热预测模型，并最终在模型的基础上提出相应的优化措施，以提高沸腾两相流传热的机理和效率。
具有强化传热、防结垢性能的沸腾蒸发装置与操作方法[发明专利]
![具有强化传热、防结垢性能的沸腾蒸发装置与操作方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/8422219da417866fb84a8ef2.png)
专利名称：具有强化传热、防结垢性能的沸腾蒸发装置与操作方法
专利类型：发明专利
发明人：李修伦,林瑞泰,张利斌,马红钦,闻建平
申请号：CN96120008.1
申请日：19961008
公开号：CN1153676A
公开日：
19970709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种具有强化传热、防垢性能的沸腾蒸发装置及操作方法。
它属于传热蒸发技术。
本发明的技术特征在于提供了有两个离心分离器的沸腾蒸发装置及在汽-液-固三相流中加入惰性颗粒体的操作方法。
本发明既可实现强化传热，又能防止沸腾蒸发过程中壁面结垢。
本发明可广泛用于盐卤、芒硝、烧碱、氯化钙、氧化铝、医药、食品等溶液的沸腾蒸发，该技术亦可用于蒸馏与传热过程及锅炉运行和重力热管、废水处理、环保等领域。
申请人：天津大学
地址：300072 天津市南开区卫津路92号
国籍：CN
代理机构：天津大学专利代理事务所
代理人：任延
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强化沸腾传热的原则和方法
强化沸腾传热的原则和方法
沸腾传热是一种重要的热传导过程，其中包括液态变为气态的蒸发过程。
如何
有效地强化沸腾传热，在温度调节和热交换系统等四处都得到了广泛的应用。
目前，常用的方法有提高沸点，增加吸热表面积，用增压方法改善沸腾传热效果，制作陶瓷蒸发板，利用气泡的参与机理以及利用表面引发物质的效应来强化沸腾传热的技术和方法。
提高沸点是提升沸腾传热效率的基本方法，通常可以通过添加合适的溶剂来实
现这一目标，例如添加硼酸或硫酸可以提高水沸点，使沸腾传热效率有所提高。
另外，增加吸热表面积也是一种有效的提高传热效果的方法。
可以采用多维或双侧的撞击设计，增加传热表面的撞击区域，从而提高传热效率。
另外，增压的方法也可以改善沸腾传热的效果，通过把蒸发的物体的压力提高，可以有效提升沸腾传热的传热系数。
此外，增加表面引发物质可以改善沸腾传热，因为这种物质可以形成蒸汽气泡和液体表面之间的另类接触界面，从而改善沸腾传热。
同时，采用特殊膜结构的蒸发板，可以增大蒸发表面积，增强气泡现象，从而提高沸腾传热效率。
总之，强化沸腾传热的原则和方法有提高沸点，增加吸热表面积，用增压的方
法以及制作陶瓷蒸发板，利用气泡的参与机理以及利用表面引发物质的效应。
同时，可以利用多维或双侧的撞击设计，增加传热表面的撞击区域，提高沸腾传热的效率。
总之，如果综合运用上述原则和方法，将能有效地强化沸腾传热。
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沸腾传热强化技术及方法
沸腾传热强化技术及方法是近年来受到越来越多的关注的技术，它能够显著提高传热效率，降低传热过程中的能耗。
沸腾传热强化技术及方法是一种在热传导过程中利用沸腾现象改善传热效率的技术，它主要通过改变传热介质的状态，使流体进入沸腾状态来提高传热效率。
沸腾传热强化技术及方法的主要方法包括：一种是通过改变传热介质的压力来改变沸腾温度，使流体进入沸腾状态，从而提高传热效率；另一种是通过改变流体的流速来改变沸腾温度，使流体进入沸腾状态；还有一种是可以通过改变流体的物性来改变沸腾温度，使流体进入沸腾状态。
沸腾传热强化技术及方法的应用场合非常广泛，主要用于控制热传导过程中的温度场、改善传热介质的流量分布、缩短传热过程的时间，以及在高压和超高压条件下的传热研究等。
沸腾传热强化技术及方法的使用，不仅可以提高传热效率，而且还可以节约能源，改善热能利用效率。
此外，沸腾传热强化技术及方法还具有一定的局限性，比如传热过程中存在较大的压力损失，同时也存在一定的操作风险，因此在沸腾传热强化技术及方法的运用中，必须谨慎操作，以避免因不当操作而可能带来的损失。
总之，沸腾传热强化技术及方法是一种可以显著提高传热效率的技术，它的应用场景非常广泛，可以节约能源，改善热能利用效率，但是在运用中也应该谨慎操作，以免造成不必要的损失。