基于污水熱利用的管殼式換熱器的研究.pdf

1、城市生活污水作為一種尚未大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的可再生能源，對(duì)建筑節(jié)能具有重要作用。污水換熱問(wèn)題作為其水冷熱資源應(yīng)用的焦點(diǎn)之一，得到了廣泛的關(guān)注。殼管式換熱器作為傳統(tǒng)換熱設(shè)備，在污水冷熱資源開(kāi)發(fā)利用中得到較多應(yīng)用，開(kāi)展針對(duì)污水用管殼式換熱器的研究在可再生能源建筑應(yīng)用中具有重要的意義。
　　本文分析了管殼式換熱器傳熱過(guò)程，選取適宜污水換熱器換熱實(shí)際的傳熱系數(shù)和流動(dòng)阻力的計(jì)算公式，針對(duì)污水管殼式換熱器的兩種不同流動(dòng)方式（流動(dòng)方式1——污水殼程

2、流動(dòng)、清水管程流動(dòng)，流動(dòng)方式2——污水管程流動(dòng)、清水殼程流動(dòng)）開(kāi)展分析研究，對(duì)比兩種流動(dòng)方式下管殼式換熱器的傳熱系數(shù)、殼程壓降和管程壓降，探尋有利于增加換熱量和減小壓降的流動(dòng)方式；文章還闡述了污水換熱器污垢的形成機(jī)理和影響因素，提出了污垢的防治方法，最后分析了兩種不同流動(dòng)方式下污垢的結(jié)垢位置和變化情況。
　　為了驗(yàn)證理論分析結(jié)果，并進(jìn)一步比較兩種不同流動(dòng)方式下?lián)Q熱器的換熱量、流動(dòng)阻力和污垢的生長(zhǎng)情況，探尋運(yùn)行過(guò)程中換熱器的污垢防治

3、方法，本文搭建了污水管殼式換熱器的換熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)，設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)工況，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和研究。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明：
　?、傧嗤鲃?dòng)空間流體流量相等，換熱器殼程流體流量大于“臨界殼程流量”的情況下，采用流動(dòng)方式1有利于增加污水殼管式換熱器的換熱量；
　　②相同換熱量下，采用流動(dòng)方式1使得換熱器的管程流動(dòng)阻力減小、殼程流動(dòng)阻力增加；本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)換熱器管程流動(dòng)阻力的減少量約為0.25-0.5mH2O，而殼程流動(dòng)阻力的增加量約在0.1-0.3

4、mH2O；就整個(gè)換熱器而言，在換熱量小于分界值時(shí)，流動(dòng)方式1有利于管殼式換熱器減小壓降。
　?、畚酃傅纳蓸O大地惡化了管殼式換熱器的換熱效果，本實(shí)驗(yàn)中換熱器在運(yùn)行10天左右換熱量就下降40％；采用流動(dòng)方式1對(duì)比流動(dòng)方式2，可以“換熱器臨界運(yùn)行時(shí)間”之前，可以削弱污垢對(duì)換熱器換熱效果的不利影響。
　?、苤芷谛赞D(zhuǎn)換流向?qū)ρ泳徫酃笩嶙璧奈：τ蟹e極意義，可以不斷破壞污垢原有生長(zhǎng)環(huán)境，延長(zhǎng)污垢生成周期。對(duì)比兩種流動(dòng)方式，周期性換向流動(dòng)