不同工况下冲孔矩形翼涡流发生器的纳米氧化镁颗粒污垢特性

为了研究不同工况情况下冲孔矩形翼涡流发生器的纳米氧化镁颗粒的污垢特性,通过实验对比了冲孔矩形翼涡流发生器和未冲孔矩形翼涡流发生器的污垢特性,探讨了水浴温度、工质质量浓度及工质流速对颗粒污垢的影响。实验结果表明:相同工况下,冲孔矩形翼涡流发生器较未冲孔涡流发生器具有更优的抑垢效果;随着水浴温度的升高,污垢热阻渐近值增加,而且结垢速率也增大;污垢热阻渐近值随着工质质量浓度的增加而增大,结垢速率有略微提升;随着工质流速的增大,污垢热阻渐近值和结垢速率均降低。     

对管式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究

为了探讨黏液形成菌在管式换热器中的污垢特性,以某电厂循环冷却塔塔底黏泥中分离纯化后得出的黏液形成菌为研究对象,利用污垢动态模拟实验系统,采用对比实验的研究方法得到了不同入口温度、流速及体积浓度条件下黏液形成菌在不锈钢光管换热器中的污垢特性。结果表明:黏液形成菌的结垢过程存在诱导期。随着入口温度的升高,诱导期缩短,污垢热阻达到渐近值所需时间减少。在实验温度范围内,入口温度为30℃时污垢热阻渐近值最大,35℃时次之,25℃时最小;随着流速的增加,污垢热阻达到渐近值所需时间减少,污垢热阻渐近值减小;随着体积浓度的增加,诱导期会延长,结垢速率加快,污垢热阻渐近值增大。     

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.     

板式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究

为探讨黏液形成菌在板式换热器里的结垢规律,对不同流速、温度及体积分数下黏液形成菌在板式换热器内的污垢特性进行了实验研究。结果表明：随着流速的增加,黏液形成菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,黏液形成菌结垢的诱导期缩短,并且达到稳定的时间增加,在实验温度范围内,污垢热阻渐近值在35℃时最大;而随着细菌体积分数的增加,污垢热阻值呈现明显幅度的增长。     

矩形通道中不同楞型涡流发生器的CaSO4污垢特性

为研究不同楞型涡流发生器的污垢特性,对安装有相同长宽高的圆形楞、矩形楞和三角楞三种涡流发生器的矩形通道进行了模拟研究。在入口温度不变的情况下,分别考察了工质流速、质量浓度以及壁面温度对三种涡流发生器污垢特性的影响。结果表明:三种涡流发生器的污垢热阻都具有相同的变化趋势。随着速度、质量浓度和壁温的增大,污垢热阻达到平衡的时间越来越短。污垢热阻随着流体速度的增大而减小,随着工质质量浓度的增加而变大,随着壁面温度的升高而增大。在相同的工况条件下通过对比三种涡流发生器可知,装有圆形楞涡流发生器的通道内污垢热阻渐近值最大,矩形楞次之,三角楞最小。     

内置螺旋弹簧换热管污垢性能的实验研究

建立污垢热阻实验系统,对光管和内置螺旋弹簧换热管进行污垢热阻实验,研究不同水质硬度、流体温度、流速对污垢形成过程的影响,比较两者的污垢性能。实验表明:随着水质硬度的提高,结垢速率加快,诱导期缩短,污垢热阻增加,但增至某硬度时,渐进污垢热阻出现下降现象;随着流体温度的提高,诱导期趋于消失,结垢速率加快,渐进污垢热阻增大;随着流速的提高,结垢速率减慢,诱导期延长,渐进污垢热阻减小。通过内置螺旋弹簧换热管与光管污垢热阻的对比,表明内置螺旋弹簧换热管具有一定的抗垢作用。     

渐近线型污垢生长的参数特性及测量方法

根据渐近型函数的特点,对渐近线型污垢生长的时间常数和污垢热阻渐近值的特性进行分析,指出污垢时间常数与两次测量得到的污垢生长速率比值的对数成反比,与两次测量时间的间隔成正比.污垢热阻渐近值可以通过第二次测量的污垢热阻、污垢生长速度以及首次测量的污垢生长速度表示.此方法可以在污垢生长过程中获得渐近线型污垢的时间常数和热阻渐近值,节省了实验时间,是对热阻法测量污垢生长过程方法的改进,同时该方法适用于渐近线型污垢生长过程的预测.     

运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响

为了研究运行工况对圆形楞涡流发生器CaSO4污垢特性的影响。采用数值模拟方法研究了布置圆形楞涡流发生器矩形通道内壁面CaSO4析晶污垢的沉积过程。主要分析了CaSO4溶液的浓度、壁面温度、入口速度和入口温度对污垢沉积率、剥蚀率和污垢热阻的影响。结果表明,随入口速度的增大沉积率和剥蚀率均增大,而污垢热阻值降低。随着壁面温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻均增大。随工质浓度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻也是均增大。随入口温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻却基本不变。     

基于污水换热器污垢不同生长阶段的除垢试验研究

为了提高污水换热器的除垢效果,文章以管壳式污水换热器为研究对象,以沙粒作为除垢粒子,以污垢热阻变化率表征除垢效果,在利用烘干灼烧失重法、能谱分析法和微观结构分析法分析污垢成分的基础上,运用污垢热阻法进行除垢试验研究。通过试验研究了在污垢生长的诱导期、生长期和渐近期3个阶段除垢对污垢热阻值的影响。试验结果表明:管壳式污水换热器管内污垢的主要成分为含水量较高的有机物;结垢工况下,污垢热阻渐近值为0.74×10^-3(m^2·K)/W;在污垢生长的诱导期、生长期和渐近期进行除垢后,污垢热阻渐近值分别为0.4×10^-3,0.42×10^-3,0.6×10^-3(m^2·K)/W,与结垢工况相比,污垢热阻渐近值分别降低了45.9%,43.2%,18.9%,除垢工况下污垢热阻增长速率较结垢工况明显减缓。     

颗粒污垢诱导期影响因素的实验研究

本研究是在管外水浴温度50℃和相同管内工质入口温度的条件下,进行了弧线管及其对应光管在浓度、流速不同时的颗粒污垢诱导期对比性实验.结果表明,这几种因素都在不同程度上影响着污垢形成的诱导期.希望对以后换热设备的设计及运行能起到一定的指导作用.     

微粒污垢的特性分析

利用微粒污垢的一个预测模型，结合实验结果，研究了管壳式换热顺管内微粒污垢的积聚特性，考察了颗粒质量分数，颗粒直径和流体速度对渐近污垢热阻的影响，提出了大、中、小粒子及未知尺寸粒子的尺寸界限的参考值。     

运行工况对多向扰流强化管CaSO4污垢特性的影响

为更深入并准确研究运行工况条件对多向扰流强化管CaSO_4污垢特性的影响,基于FLUENT软件的UDF功能构建了恒壁温条件下结垢传质过程与温度场的耦合作用关系,进一步采用田口法对运行工况致垢的贡献率进行了模拟比较,分析了贡献率较大的运行工况对污垢特性的影响。结果表明:溶液溶度致垢的贡献率占53.2%,而壁面温度、进口流速和进口温度的贡献率分别为22.2%、19.3%和5.3%;溶液溶度在4.0～2.5 kg/m~3,污垢热阻降低达90.47%,并且随溶度降低其相邻溶度间降低比例基本不变;壁面温度在340.0～315.0 K时,污垢热阻降低了65.22%,在前一阶段相邻温度间降低比例基本上不变,当达到320.0 K后降低明显;流速在1.0～2.5 m/s时,随流速的增加,污垢热阻降低68.65%,且随流速的增加,相邻流速间降低的速度明显减缓。     

Study on constant stress: Accelerated life tests of fouling thermal resistance

To shorten the time of fouling tests, fouling life was defined. The statistical analysis method for type II‐censored exponential life data under constant‐stress accelerated life testing models and the accelerated coefficients a and b were obtained. By using an accelerated model, the estimators of the fouling life under usual stress could be obtained. A computing example was given. Results indicated that it is credible and feasible to perform accelerated life tests of asymptotic fouling thermal resistance, and will be of important value to experimental research of fouling. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 35(2): 110–114, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20105     

基于格子Boltzmann方法的微通道受热表面析晶污垢模拟

针对现有的污垢析晶沉积模型不能有效模拟真实污垢生长的问题,建立了一种引入析晶沉积动力学模型的多物理场耦合数值模型。模型基于格子Boltzmann方法和有限差分方法,模拟了微通道非等温热表面上近壁面处的沉积物溶质质量浓度分布和污垢生长过程,研究了流速、壁温和沉积物溶质质量浓度对微通道热表面污垢析晶沉积的影响。结果表明：沉积初始时刻流速和壁温对近壁面沉积物溶质质量浓度分布具有不同程度的影响,随着污垢不断生长,污垢-流体界面处的析晶沉积速率减小;相比于流速,沉积物溶质质量浓度对污垢热阻的影响更为显著。     

换热器结垢工况下换热系数变化的分析研究

介绍了换热器污垢热阻的数学模型，包括污垢沉积模型和剥蚀模型。分析了换热器结垢工况下的换热系数的变化，重点研究了时间、流体雷诺数Re和流体—污垢界面温度Ts对换熟系数K的影响，以及在结垢诱导期内换热系数K的变化。得到了冷却水流速与污垢热阻之间的关系式，界面温度Ts与污垢热阻和换热系数之间关系的示意图，并得出了诱导期内的换热系数K大于结垢过程的其他四个阶段的结论。最后，阐述了分析结果对工程的实际指导意义。     

Study on oil fouling in a double pipe heat exchanger with mitigation by a surfactant

Fouling of oils on heat exchanger surfaces and pipelines is a common problem in a variety of industrial applications. This is because the oil deposits on the heat transfer surface causes an increase in pressure drop and a decrease in heat exchanger efficiency. In the current work, oil fouling in double pipe heat exchanger was investigated and mitigated using a surface‐active agent for the flow of a dispersion fluid containing different dispersed oil fractions in water. The effect of the dispersed oil fraction (5%vol and 10%vol) and temperature (35°C‐55°C) on the oil fouling rate was studied and discussed under turbulent flow conditions for both hot and cold fluids. Different amounts of alkylbenzene sulfonate as a surfactant were added to reduce the fouling rate under turbulent flow. It was found that the fouling thermal resistance (R_f) increases when the fluid temperature decreases. The higher the dispersed oil fraction, the higher the R_f for all temperatures due to higher oil deposition. Addition of 0.2%vol to 0.5%vol of alkylbenzene sulfonate caused an appreciable reduction in R_f depending on oil fraction and Reynolds number. The mitigation percent was higher for a lower Reynolds number, reaching up to 96%.     

Effect of Geometry and Flow Conditions on Particulate Fouling in Plate Heat Exchangers

This article describes particulate fouling experiments performed on small-scale and full-scale plate heat exchangers for three different corrugation angles (30 deg, 45 deg and 60 deg). The velocity effect has been studied as well as the particle type and concentration effects. The test duration ranges between 20 and 1,500 h in order to reach asymptotic behavior. The results clearly indicate that the corrugation angle has a major influence on the asymptotic fouling resistance. Increasing the corrugation angle leads to lower values for the fouling resistance. Furthermore, for a given corrugation angle, the asymptotic fouling resistance is inversely proportional to the velocity squared. Finally, the asymptotic fouling resistance is proportional to the particle concentration. Fouling mitigation can be obtained by taking into account at the design stage the heat exchanger geometry and fluid velocity.