換熱表面污垢特性的研究.pdf

1、換熱設(shè)備污垢是工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的問題。由于污垢形成過程極其復(fù)雜，影響因素眾多，而且污垢嚴(yán)重影響傳熱效率，造成能源的極大損失和浪費(fèi)。因此，成為傳熱學(xué)界十分關(guān)注而又沒能完全解決的主要問題之一。本文對換熱表面的碳酸鈣污垢進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。概括起來主要有以下幾方面工作： 首先，建立了污垢實(shí)驗(yàn)臺，采用對比實(shí)驗(yàn)的研究方法，測試了四種強(qiáng)化管(弧線管、波紋管、縮放管Ⅰ和縮放管Ⅱ)在清潔狀態(tài)下的傳熱特性和阻力特性，分別得出管內(nèi)強(qiáng)制對流換熱關(guān)

2、聯(lián)式和阻力關(guān)聯(lián)式。然后利用配置不同硬度的人工硬水或添加氧化鎂顆粒的溶液作為循環(huán)工質(zhì)，在相同流速、管外水浴溫度、管內(nèi)工質(zhì)入口溫度的條件下，分別對上述四種強(qiáng)化管與各自對應(yīng)光管進(jìn)行了污垢特性的對比實(shí)驗(yàn)，得出了各自污垢熱阻和誘導(dǎo)期隨時(shí)間的變化關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，四種強(qiáng)化管具有結(jié)垢速度慢、誘導(dǎo)期長、污垢熱阻漸近值小等優(yōu)點(diǎn)，而且在結(jié)垢前后都具有良好的強(qiáng)化傳熱性能。 其次，本文對幾種材料表面的粗糙度、接觸角、表面能、材料表面與液體之間的界面能

3、進(jìn)行了測量和計(jì)算?？疾炝松鲜鰩追N表面特性參數(shù)對污垢形成的影響。同時(shí)，對幾種不同固體材料表面在清潔和結(jié)垢條件下作了圖像分析。研究結(jié)果表明材料表面特性對污垢形成有較大影響，材料的表面能越低，污垢沉積量越小。而粗糙度、接觸角、固體材料與液體間的界面能對污垢形成的影響沒有找到明顯規(guī)律。 最后，本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件，對圓管內(nèi)的CaCO3污垢形成過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)CaCO3的濃度變化，得到CaCO3析晶污垢的沉積率、剝蝕率隨時(shí)間的