管内污垢流体动力螺旋自动清洗新技术

提出以大截面塑料螺旋线取代钢丝螺旋线解决传热管壁的磨损问题,以预旋结构的管口轴承座-冲推动力轮强化自转塑料螺旋线的清洗动力矩。测试结果表明,传热管内污垢自动清洗的效果好;能够在较低的流速下工业应用;传热强化幅度达到52.6%,比钢丝螺旋线高60%;并且设备阻力不大。     

传热面流体动力机械在线自动清洗防垢技术及其新发展

传热面流体动力机械在线自动清洗防垢技术综合了自动清洗防垢与传热强化两者的优势,克服了周期性停车清洗的局限性。已经在工业成功应用的主要是自转螺旋与内循环流态化两大类技术。简述了研究所近二十年在自转螺旋清洗技术开发、理论研究、与工业应用方面取得的进展,展示出广阔的应用前景,尤其在蒸发器和电厂真空冷凝器方面有希望取得重大突破和巨大的经济效益。并且介绍了这方面技术的国内外发展趋势和内循环流态化清洗技术的最新研究。     

工艺冷却器的螺旋线自动清洗节能

含结晶性料液在工艺冷却器降温过程中,存在一个冷却面上快速结晶的问题,造成冷却器的冷却效率急剧下降,同时料液的流动阻力快速上升,造成能耗很高和被迫周期性的频繁停车.螺旋线的自转要求最低流速(约0.4m/s)远低于工艺设计流速(1.5m/s),能够很可靠地连续自转,清洗能力强,传热强化幅度高,阻力不高,4台工艺设备串联的总阻力0.16 MPa,只有现有工艺泵扬程32m的一半.预计工艺冷却器全部采用螺旋线技术以后,盐矿冷却器的不仅每年节电在200万度以上,而且设备产能增大50%以上.     

斜齿塑料螺旋扭带自动清洗及其传热强化的研究

现有塑料光滑螺旋扭带不能用于低流速传热设备的自动清洗。作者为此研制了一种强化自动清洗力矩的斜齿扭带。其原理是在扭带表面上以一定间距排列反对称斜齿。被导向的传热流体对扭带的不对称反作用力形成一个旋转力矩。与现有光滑无齿的自转扭带相比,斜齿型扭带自转清洗力矩增大了75％-101％、传热系数提高了一倍,对于6m长传热管、4管程的换热设备、0．5m／s流速时的阻力在36kPa左右,具有广阔的应用前景。因此,这种新技术很适合在0．4m／s以上的低流速传热设备中用来自动清洗保洁和传热强化以及节能。     

自转清洗包塑钢丝螺旋的动力学特性试验研究

本文围绕自转清洗包塑钢丝螺旋的动力学特性进行实验研究。钢丝螺旋的自转动力矩特性,与管内流速的关系呈现为随流速增大而增大的抛物线曲线;开始自转需要的管内流速与钢丝螺旋自身的螺旋角大小关系,则是先随着螺旋角增大而减少、后来随着螺旋角增大而增大,并且以44°螺旋角为最低;管内沿程阻力与钢丝螺旋螺距大小的关系,则是随着螺距增大而显著减少。     

蒸发器结晶垢螺旋纽带自动清洗技术研究

概要地叙述了蒸发器结晶垢的螺旋纽带自动清洗技术的结构原理,直接利用蒸发溶液的循环流动能带动加热管内的螺旋纽带旋转清洗。根据结晶动力学原理,对碳钢管Φ25×2.5×1820内Na2SO4、KCIO3的冷却过饱和溶液的结晶盐垢进行流体动力学模拟试验研究。结果表明,能够满足一般生产蒸发器的自动清洗要求,达到长期连续生产的目的,并且设备成本费用低,具有显著的技术经济优势,可以在制糖、制盐、烧碱、化工、食品、制药等工业生产部门广泛应用。     

带旋流口的椭圆齿平带传热管内自动清洗及其强化传热

针对较低流速下传热管内容易生长污垢和低传热系数问题,本文提出一种具有旋流口椭圆齿的新型平带。在平带的椭圆齿前两侧设计交错排布的旋流口,使传热管内的液体形成类似斜齿螺旋扭带那样的螺旋线液流,从而使旋流口椭圆齿平带同样具有斜齿螺旋扭带能够在较低流速下可靠自转清洗防垢的功能。由于平带上轴向等距离排布的椭圆齿齿后产生大量强烈的涡流,使管内的对流传热得以非常有效的强化,管内侧传热膜系数比空管时提高近一倍,其强化幅度达到光滑扭带的6倍以上。虽然流体阻力远高于光滑扭带,但是设备阻力仍然在一般工程容许的范围内。这种新型结构的旋流口椭圆齿平带可以注塑成型,制造费用低、制品质量好,便于大批量生产和推广应用。     

螺旋扭曲管内部流动与传热特性试验研究

螺旋扭曲管是一种新型的强化传热元件,具有传热效率高、流动阻力小等优势,在石油化工、船舶、采矿、动力以及钢铁行业中具有广泛的应用前景。采用试验的方法,研究了螺旋扭曲管管内在湍流(Nu>20 000)范围内的流动与强化传热特性,并与同规格的光滑圆管进行了比较。试验结果表明,在相同的Re数下,螺旋扭曲管管内Nu数大于光滑圆管,增大了约30%～50%,表明螺旋扭曲管能有效地提高管内对流换热效果;在相同的Re数下,螺旋扭曲管阻力因子比光滑圆管小;在相同的流量下,螺旋扭曲管管内阻力损失与光滑圆阻力损失基本相当,表明采用螺旋扭曲管不会显著的增加摩擦阻力。     

立式水冷器螺旋齿管自动清洗技术

我国立式水冷器普遍低效的根本原因是水垢。依据冷却水流速低、落差大、可以利用的位能充裕的特点，研制成功塑料螺旋齿管自动清洗技术。其原理是以冷凝管与内管之问的螺旋流道替代管内截面形成成倍加速的螺旋线流动，使螺旋齿管获得较强的自转力矩。通过理论分析和不同结构参数的螺旋齿管的对比试验，得到的结果是：自转力矩与冷却水流量二次方成正比；较大的内管直径、较小的螺旋角有利于力矩强化；与纽带相比，自转力矩增大14l％，可以在0．4m／s左右的流速下可靠自转，污垢清洗能力更强，传热系数提高50％；制造简单，具有较高的工程应用价值。     

自然循环蒸发器往复螺旋流体动力清洗实验研究

针对蒸发器结垢严重及强制循环泵能耗高的问题,提出了一种用于自然循环蒸发器加热管内往复螺旋在线清洗技术,依靠气液两相流速度场的脉动实现工作螺旋轴向往复振动实现均匀防、除垢. 以水为实验介质,设计了6根加热管的常压蒸发实验台,用不同往复弹簧和工作螺旋组成的清洗装置进行了实验,并在优化参数下得到了工作螺旋轴向往复行程、循环流速与传热温差的关系. 结果表明,加热管规格为外径38 mm、壁厚2 mm、管长2 m的常压蒸发条件下,往复弹簧弹性系数K=7.0~8.0 N/m、工作螺旋螺距与管内径比为0.676~0.764且传热温差大于18℃时,系统循环流速不低于0.57 m/s,工作螺旋往复行程稳定大于一个螺距,满足均匀除垢需求.     

流振旋转螺旋自动除垢防垢技术研究

传热管内的流振旋转螺旋能实行在线、连续、自动除垢防垢，并且结构简单、成本低、通用性强，是传热设备防治污垢很有效的新技术。本文扼要地介绍了该新技术的原理、除垢能力试验及其流体动力学性能试验     

换热器自转螺旋扭带自动阻垢技术应用研究

以内置自转塑料螺旋扭带换热器为研究对象,对换热管中有、无自转扭带时污垢的粘附速率、换热器的动态污垢热阻、管壁的磨腐速率进行了工业应用对比试验研究。研究结果表明:自转清洗扭带的防垢、除垢、清洗效果显著,扭带管的污垢平均粘附速率是普通光管的54%;动态污垢热阻比光管下降了30%;塑料扭带对管壁的磨损微乎其微。为自转螺旋塑料扭带的工业应用推广提供了依据。     

降膜蒸发器旋液流态化在线自动清洗能力研究

针对降膜蒸发器管内结垢问题,提出旋液流态化技术实现自动清洗。由结晶速率等效原理,将饱和溶液在加热面结晶问题等效为在冷却面结晶问题。以0.4m/s平均流速饱和硫酸钠溶液为例进行试验研究。结果表明：近壁面溶液在忽略管壁及污垢热阻的绝对过饱和度Δcsur为4.20%时,与空管连续运行0.5h总传热系数下降80%相比,管内加钢...     

强制对流传热的换热表面结垢特性实验研究

An experimental study was conducted to investigate the fouling process of calcium carbonate on the heat transfer surface, during forced convective heat transfer. The dynamic monitoring apparatus of fouling resistance was set up for the present experiments. The fouling behavio（s were examined under different factors including fluid velocity, hardness,alkalinity, solution temperature, and wall temperature. Asymptotic fouling curves varying with time were obtained. The fouling rate and asymptotic fouling resistance increased and the induction periods were shortened with the fluid velocity decreasing, hardness andalkalinity increasing, and solution temperature and heat transfer surface temperature increasing. Thecomponents of fouling that formed on the heat transfer surface included crystallization fouling and particulate fouling. The thermal performance parameter of fouling,ρfhf, varied from 380 to 2600 kg·W·（m^4·K）^-1, increasing with growing velocity and decreasing solution temperature, hardness or alkalinity. Furthermore, the thermal conductivity of fouling, λf, varied from 1.7 to 2.2 W·（m·K）^-1 .     

缠绕管式换热器壳程强化传热性能影响因素分析

由于内部流场信息缺乏,结构参数对流体流动的影响规律不明确,致使缠绕管式换热器壳程强化传热机理不明晰,阻碍其设计准则的进一步规范化和通用。针对上述问题,对缠绕管式换热器壳程流体流动进行几何建模及数值模拟,并通过文献中实验数据进行验证,进而基于该模型对壳程流体流场特性进行详细分析,分析关键结构参数对其壳程传热与阻力性能的影响,并探讨其强化传热机理。结果表明：Realizable k-ε湍流模型可较为准确地描述壳程流体流动;在双对数坐标系内,壳程Nusselt数随Reynolds数的增大而增大,阻力系数f则呈线性降低的趋势;壳程Nusselt数随缠绕管直径d与平均缠绕直径D的增大而增大,随螺距S的增大而减小,阻力系数f则相反;缠绕管直径d对壳程流体传热与阻力性能的影响最大,平均缠绕直径D的影响最小;增大缠绕管直径d与平均缠绕直径D有利于破坏流体速度边界层,增强流体扰动,加快温升速度,强化壳程传热,而增大螺距S则使速度边界层变厚,减小流动阻力的同时降低温升速度,不利于壳程强化传热。     

螺旋槽重力热管强化传热实验研究

为了提高重力热管的传热能力,用螺旋槽表面结构来强化重力热管传热,并以水为工质进行了传热特性实验研究。自制热电偶和热管并搭建实验设备,改变加热功率,测得在不同的蒸汽温度下的热管壁温。实验结果表明:以管内等效对流换热系数为评价指标,与普通重力热管相比,螺旋槽重力热管的对流换热系数提高了10%—23%,其中槽深和螺距对传热有很大的影响。     

蒸发器加热管内螺旋防垢保洁试验研究

依据结晶动力学原理进行转换实验设计,采用套管冷却碳钢管Φ25mm×2.5mm×1820mm内的Na2SO4、KClO3的溶液产生过饱和的结晶盐垢进行流体动力学模拟试验研究。通过实验研究,利用蒸发溶液的循环流动能带动加热管内的塑料螺旋实行自动清洗防垢保洁。结果表明,该塑料模型能够满足一般生产蒸发器的自动清洗要求,达到长期连续生产的目的,并且设备成本费用低,具有显著的技术经济优势,可以在诸多工业生产中广泛应用。     

螺旋扭曲扁管换热器传热与流阻性能试验研究

对4种不同结构的螺旋扭曲扁管换热器的管程和壳程传热与流阻性能进行了试验研究,并和采用圆管作为换热管的弓形折流板换热器进行了比较,根据试验数据回归出反映螺旋扭曲扁管换热器管程和壳程传热与流阻特性的关联式。研究结果表明,螺旋扭曲扁管换热器管程与壳程都有较好的强化传热性能,螺旋扭曲扁管的几何尺寸和流体Re对其管、壳程传热与流阻性能有重要影响。