污垢對能量傳遞過程影響的機(jī)理研究及其應(yīng)用.pdf

1、積垢或污染是自然界中一種極為普遍的現(xiàn)象，也是環(huán)境中的一個重要問題之一。污垢的存在給換熱設(shè)備帶來了一系列的經(jīng)濟(jì)損失，從而成為換熱設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)的一個重要方面，因此，分析污垢對能量傳遞過程的影響就顯得尤其重要。目前，對于污垢對傳熱過程的影響，大多認(rèn)為污垢沉積在固體表面，增加了傳熱過程的導(dǎo)熱熱阻，然而這一觀點(diǎn)在對污垢的沉積達(dá)到穩(wěn)定后是適用的，但是在污垢的形成階段，由于存在污垢組分的傳質(zhì)擴(kuò)散，而傳質(zhì)對傳熱是有影響的，但這種影響在污垢的研究

2、中常被有關(guān)文獻(xiàn)忽略。另外，在污垢形成的初始階段，常出現(xiàn)換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象已于上個世紀(jì)被一些學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對這一現(xiàn)象的解釋，通常認(rèn)為在初始階段由于污垢表面粗糙度的變化所引起的，而由Ceylan等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，污垢層的粗糙度對傳熱的增強(qiáng)并不有效，所以需要從新的角度對這一現(xiàn)象加以理論解釋。本文引入了熱質(zhì)傳遞的薄膜理論，結(jié)合Kern和Seaton提出的漸近污垢模型，研究圓管和外掠平板流動污垢形成階段的對流換熱特性，得到了在考慮結(jié)垢

3、傳質(zhì)條件下圓管和外掠平板流動對流換熱系數(shù)的計(jì)算式。同時分別討論了圓管和外掠平板流動污垢對對流換熱效果作用的影響因素。并把結(jié)果與不考慮污垢的清潔換熱面情形做了對比，從理論上解釋了結(jié)垢初期換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象。此外，本文首次提出了圓管內(nèi)臨界污垢層厚度的概念，得到了臨界污垢層厚度的表達(dá)式，分析了臨界污垢層厚度的影響因素，并從臨界污垢層厚度的角度對結(jié)垢初期換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象做了新的理論解釋。
　　另一方面，目前對換熱設(shè)備最佳清洗周期的確定常采用污垢