摘要：基于一次表面回热器(PSR)通道的独特构型,提出可以引入增强因子fξ和fk的概念来直观描述PSR通道的复杂流动和传热特点。对典型50 kW微型燃机20∶1 PSR缩比实验件的流动和传热特性进行了测定。根据这种先进热交换器固有的结构和流动特点——冷、热通道的湿边周长lc=lh,冷、热通道的质量流量Gc≈Gh以及流动Reh≈Rec,获得层流下PSR的fξ和fk随流动Re变化的经验计算式。联立增强因子fξ和fk以及已有的小当量直径de≈1 mm通道层流阻力和换热关系式,可以方便地计算PSR的流动和对流换热规律,进而获得PSR的传热系数k,最后快捷完成新型间壁式PSR的热设计分析工作。

摘要：提出了一种新型紧凑式回热器———一次表面回热器(PSR)的设计技术。结合船用ICR燃气轮机一次表面回热器的研发,简述PSR的结构特点及其设计计算的理论依据,并给出了设计算例。研究表明,一次表面回热器具有极高的紧凑性和卓越的换热性能,因而这种先进的热交换装置必将替代那些常规的热交换器,在船用动力装置及先进热工程设施中发挥重要作用。

摘要：由于一次表面回热器全程通道流动与换热的复杂性,很难利用数值分析的方法确定传热系数,也给回热器的设计计算带来很大的困难。本文通过分析对比0°、60°和120°一次表面回热器换热单元的传热流动特性,提出了针对单元体与全程通道回热器之间换热流动关系的修正系数。并基于0°全程通道数值模拟结果,采用该修正系数完成了60°、120°全程通道回热器流动换热特性。

摘要：提出一种新型紧凑式回热器———一次表面回热器(PSR)的强度设计技术。结合船用ICR燃气轮机一次表面回热器研发,以3.7MW燃气轮机为背景,根据热弹性力学和传热学理论,建立PSR板片热强度分析物理数学模型,并对波纹曲线为椭圆、正弦波和抛物线的3种常见波纹传热板片所受热应力做了对比计算,分析了板片厚度,两侧压差,本身温度及形状对板片热强度的影响。给出基于VonMise等效应力极值σvmax的板片最小设计厚度δmin,还研究了波纹板片在典型工况下的弹性变形情况。本文工作对PSR的结构设计有重要参考价值。

摘要：针对一种新型的紧凑式换热器———一次表面换热器(PSR),分析了分别由椭圆、正弦曲线和抛物线构成板片波纹对芯体性能的影响。结合一台用于燃气轮机回热器的一次表面换热器样机的设计,给出了三种板片波纹形式的PSR芯体的主要性能,并通过与相应的板翅式芯体的对比,表明这种换热器的优越性。

摘要：以材料蠕变开裂为判别依据,利用有限元方法和拉森-米勒方程及迈纳损伤累计理论,分析了一次表面回热器(PSR)性能元件的高温蠕变规律,以研究这种构思独特的波纹状薄板蠕变寿命的评估方法。发现PSR性能元件蠕变最恶劣的位置在相邻小波纹压力通道的上下波纹板片接触点附近。分析PSR的板片元件尺寸δ,两侧压差ΔP及工作温度Tm对其蠕变寿命的影响,给出了各种压力和温度载荷下不同厚度304号不锈钢传热元件的蠕变寿命τR,以及基于工作寿命为105h的元件最小设计厚度mδin。研究结果对船用间冷回热循环燃气轮机系统中PSR的结构设计和其工作寿命评估具有参考价值。

摘要：以3 7MW燃气轮机为背景,根据已有的微小通道试验数据和理论,对椭圆、正弦波和抛物线三种形面波纹通道的PSR热性能作了对比计算和分析。结果表明,在同样波高2b及波宽2a时,上述三种形面中的正弦波形通道相对具有较大的传热效果和可以接受的压降损失。影响PSR热性能的重要因素不是几何形状而可能是几何尺寸,这对PSR通道形面的设计及其优化目标函数的认定有重要价值。