真空隔热油管接箍传热实验与模拟研究

来源 :中国工程热物理学会2008年传热传质学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gxblackjack
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带隔热油管的井筒的传热计算是稠油开采领域的重要研究课题。井筒内,隔热油管是靠接箍连接在一起的,接箍比较短,但隔热性能较差。目前隔热油管接箍段引起的散热损失均按经验比例计算,本文对隔热油管接箍的传热进行了深入研究,提出用接箍视导热系数来衡量接箍的隔热性能,并通过现场实验、fluent模拟和理论计算相结合的方法,得到带衬套的接箍视导热系数为0.左右。在实验条件下,接箍散热损失占总散热损失的比例大于1/3。4W/(m K)
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本文运用CFD软件中的离散相压力雾化模型结合薄液膜边界条件,对喷嘴雾化过程进行了详细数值模拟,分析了雾化参数对颗粒索特平均直径(SMD)的影响,并通过与文献中实验关联式对比验证了模型计算的合理性。同时采用验证后的模型分析了雾化参数对雾滴碰撞壁面速度、固体表面液膜层、表面温度及其均匀性的影响规律,为进一步深入研究提供了依据。
采用CFD软件对椭圆管椭圆翅片换热器进行三维数值模拟,得到在不同翅片间距下,迎面风速与表面换热系数以及流动阻力的关系曲线,同时引入场协同原理,得到计算模型中换热区域的平均协同角与迎面风速的关系,并选取与其具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片作比较。结果表明,在相同条件下,椭圆管椭圆翅片相对于圆管圆翅片而言,表面换热系数变化不大,但流动阻力却有明显的减小。
为了研究热轧控冷中最常采用的层流冷却过程的传热特性,建立了冲击沸腾传热实验系统,考虑到钢板初始温度在800°C以上,并且表面的温降速率高达1200°C/s,因此,采用镍铬-镍硅热电偶以及通孔/沉孔/焊接的埋偶技术。利用商业软件考察了埋偶通孔对钢板整体导热性能的影响。在此基础上,针对中厚钢板进行了多种条件下的层流冷却实验。为后续对流换热系数、表面温度以及表面热流密度的获得提供了基础。
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