汽液固三相蒸发管内防除垢的数值模拟

假设汽液固三相循环流化床蒸发管内均匀覆盖一定厚度的硫酸钙结晶垢层,考虑垢层与流体间的耦合换热、管内流体泡核沸腾传热、汽液两相流体对垢层的剥蚀以及颗粒对垢层的碰撞磨损作用,初步建立了汽液固三相流系统防除垢的模型,并应用STAR-CCM+软件对其进行了数值模拟.结果表明,垢层表面温度和汽含率、污垢剥蚀速率以及颗粒对垢层的磨损速率都是影响汽液固三相蒸发管内防除垢的重要因素;增加表观流速和固体颗粒体积分数,可以降低垢层表面温度和汽含率、提高污垢剥蚀速率和磨损速率,进而可以强化蒸发管内的防除垢效果.     

声空化污水换热器的防除垢与强化换热实验

为解决污水源热泵系统中污水换热器结垢导致的热阻增大、传热效果恶化问题,将声空化技术引入污水换热器中.搭建声空化污水换热器的防除垢与强化换热动态实验台,研究防除垢与强化换热的数学模型,对不同影响参数下污水换热器换热管的污垢增长特性和防除垢规律以及强化换热效果开展实验研究.结果表明:换热管结垢量、结垢率、积垢速率及污垢厚度均随污水流速的降低而增大,最大结垢量为106 g,结垢厚度0.54 mm,积垢速率为12.6 kg/(m~2獉h);除垢率随流速及声空化作用时间的增大而增大,但非一直增大,最大除垢率达85.7%;污水黏度对各项指标影响巨大且流速越小影响越大;换热管的传热系数及其提高百分比均随声空化作用时间、污水温度以及污垢含水率的增加而增大,最大提高百分比达53.4%.故声空化污水换热器防除垢与强化换热具有一定的可行性和高效性,对节能减排具有重要意义.     

污垢对污水源热泵系统性能影响

为保证寒冷环境下污水生物处理顺利进行,根据哈尔滨某制药厂的实际情况,提出以处理后污水为热源的污水源热泵系统,用以加热原生污水.而污垢问题是污水源热泵设计和推广使用的难点和重点.讨论污垢与换热的理论关系,并详细模拟污垢热阻变化对该污水源热泵系统性能的影响.模拟和分析结果表明,换热器的淋激式结构适合污水环境,污垢对换热的影响不仅与污垢热阻有关,还与传热系数的大小有关.污垢热阻增加,系统能效比减小,制冷剂质量流量减少,冷凝器侧污水出口温度降低,当该温度低于30℃时应考虑除垢.污垢热阻从0增加到5.28×10-4m2.K/W,压缩机输入功率增大18.02%.污垢热阻越小,制冷剂就可以以越低的平均温度提升污水温度.     

直接式污水源热泵机组两换热器的设计计算

在直接式污水源热泵系统中,污水满液式蒸发器和冷凝器的正确合理的设计是系统安全高效运行的关键.文章基于污水的流动阻力与换热特性,阐述了直接式污水源热泵系统中的污水换热器(冬季蒸发、夏季冷凝)的设计方法,以及管排的优化布置方式,编制了相应的设计程序,并结合实际算例给出了污水换热器的热工设计和管排布置的要点和设计所需的重要参数.结果表明:换热管污水侧为光管,无强化措施,增大流速不但可以提高对流换热系数,而且可以抑制污垢热阻稳定值;增加污水的流程数可提高流速进而改善换热,污水蒸发器和冷凝器中的污水以4流程为宜,且管排布置方式可分为水平布置和上下布置两种;提高污水换热器的整体性能,关键在于如何强化污水侧换热系数和减小管内污垢热阻.     

直接式污水源热泵蒸发器、冷凝器污垢生长测试研究

直接式污水源热泵是用污水作冷热源直接进入热泵机组蒸发器、冷凝器进行换热的系统形式,相对于使用中间换热器的间接式污水源热泵来说,减少了换热损失,但其污垢的生长严重影响了机组的性能.以西安某污水处理厂直接式污水源热泵为研究对象,该系统以城镇二级出水为冷热源,在机组换热器清理维护后对其进行了供暖、供冷两个工况的连续测试.结果表明由于流动形式和温度条件的不同,蒸发器和冷凝器内污垢的生长规律有所不同,作者测试计算得到了二者传热系数随着污垢生长的衰减特性,拟合出了污垢的生长预测模型,可为污水源热泵系统的设计和应用提供参考.     

污垢对两种污水源热泵系统供热性能影响研究

污垢对换热器性能不利的影响一直是阻碍污水源热泵发展的重要因素之一,因此污水换热器污垢积聚对热泵机组性能的影响研究就显得尤为重要.文章分析了污水源热泵直接、间接式系统特点,利用软件数值模拟了两种系统形式,研究了污垢对两种系统形式的影响.结果表明:在冬季供热工况下,换热面上污垢厚度从0～1 mm的积聚过程,直接、间接式两系...     

纳米涂层在污水源热泵中的抗垢性研究

采用新型纳米抗垢涂料是解决城市原生污水冷热源系统污垢的有效措施之一.通过工程现场的实验,对XK-368钛纳米聚合物换热器专用涂料涂层管在污水冷热源系统中抗垢性能进行了测试.结果表明,在工程应用范围内,相同工作条件下,系统污垢达到稳定时纳米涂层管换热热阻约为普通无缝钢管的50%;结垢时间常数约为普通无缝钢管的2.5倍.表现出良好的抗垢性能.     

化工多相流图像分析系统及其在液-固循环流化床研究中的应用

开发了一套用于多相流流场测试的化工多相流分析系统，该系统应用简便，功能强大，并已成功用于竖直管内液—固循环流化床中固体颗粒运动特性的研究。试验结果表明：1)该系统能直观显示被测流场的运动状态，满足一定流场的测量要求；2)颗粒在管内的浓度分布是不均匀的，随颗粒的体积分率和流型的变化而变化；3)所得的试验结果能够解释液—固流化床换热器的强化传热和防除垢机理。     

淋激式污水换热器换热管布置方向的选择

淋激式污水源换热器以其较高的换热系数,方便运行维护及消耗较少能量等优点,近些年来,广泛应用于污水源热泵空调系统中。文中针对淋激式换热器换热管的布置方向选择进行了研究,通过运用数学工具和CFD模拟等手段,对2种不同布置方式的换热管的换热系数、液膜覆盖率、有效面积率等进行了研究。得出了在污水源热泵工程项目中,当机房面积比较狭小但高度空间充足的情况下,采用纵向布置换热管的淋激式换热器可以取得较好的效果。     

基于模糊神经网络的周期性结垢预测方法研究

针对间歇换热设备的周期性结垢现象,以及由此引起的对象特性时变并造成常规控制器动态性能下降等问题,提出了一种基于模糊神经网络(FNN)的周期性结垢预测方法.把间歇换热设备的周期性结垢分解为可逆垢和不可逆垢,通过两个多入单出四层模糊神经网络分别学习结垢的短周期可逆垢增长趋势和长周期不可逆垢增长趋势,并由两者的组合得到更为精确的污垢热阻预测值.实验结果表明,使用该方法对于一类间歇式麦汁蒸发器污垢热阻的预测精度较经验估计式明显提高,利用该预测方法所构造的时变增益补偿因子在麦汁蒸发器蒸发强度控制系统中亦获得了成功应用.     

油田集输系统换热器中污垢热阻预测研究

为了提出一个更加可靠、实用的污垢热阻随时间变化的预测模型,以解决油田集输系统内间接加热系统换热器结垢问题。针对油田间接加热系统内管壳式换热器的传热特点,通过分析其结垢机理,在综合考虑结垢过程与温度场耦合作用下,建立了无相变管壳式换热器中污垢热阻预测模型。采用C语言对模型进行编程迭代计算,得到了换热器不同时间下的污垢热阻值。计算结果与文献实验数据比较表明,预测模型是正确、可靠的。     

热管散热半导体制冷系统的实验研究

半导体制冷利用半导体材料的珀尔帖效应来实现,不使用压缩机和制冷剂,且不存在噪声和制冷剂污染环境的问题。半导体制冷系统的性能好坏与热端的散热条件有直接关系,为改善热端散热条件,研制了1台热管散热型半导体冷箱。通过性能测试实验,确定了半导体制冷系统的最佳工况,并比较热管散热、风冷散热和水冷散热方式对系统制冷性能的影响。实验结果表明：热管散热是半导体制冷系统的最佳热端散热方式。     

液固循环流化床换热器中颗粒分布板分布性能的实验研究

设计了两种用于液固循环流化床换热器中的颗粒分布板,利用CCD图形采集与处理系统对液固循环流化床中的两相流动特性进行了研究.讨论了有无分布板、分布板开孔率、安装高度及操作条件对颗粒分布的影响.实验结果表明:在换热器下管箱安装颗粒分布板,当循环流速较高时,能有效的改善固体颗粒在床层中的不均匀分布;分布板的开孔率越小,固体颗粒径向分布的不均匀度越小,但床层颗粒浓度也变小;随着循环液速的增加,粒径的减小以及颗粒加入量的增加都会减小颗粒径向分布的不均匀度.     

超低温热管换热器的优化设计软件开发

热管换热器因其优良的传热性能在余热回收中被广泛应用。以某电站58 MW循环流化床锅炉为研究对象,采用VC++和MFC类库技术开发了超低温热管换热器的优化设计程序。该软件具有可视化参数输入和输出界面,集成了流体热力学性质计算模型接口,通过对数平均温差法、离散方法与流动阻力校核等计算方法,实现了针对不同流体的换热器的设计和计算。优化设计结果表明,烟气侧长度与翅片高度存在最佳值,且翅片间距与翅片厚度对换热器的影响最大。     

振动流化床浸没水平管局部传热特性的研究

对振动流化床水平换热管的局部传热系数进行了实验研究,结果表明,水平换热管局部传热系数受流化气速、振动频率及振幅的影响。通气与不通气两种情况下,振动对局部传热系数的影响表现出不同的规律。振动流化床水平换热管的传热系数随颗粒粒径的增大而减小。     

循环流化床外置换热器壁温偏差改进措施

为了解决660 MW超超临界循环流化床锅炉外置换热器中受热面的壁温偏差问题,通过数值计算,复现600 MW超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温分布,并将该方法应用到相同尺寸的超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温计算中. 通过对边壁区域3片管屏工质节流,从工质侧解决超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差问题,使受热面计算壁温偏差控制在30°C以内,实现受热面管材安全运行. 通过冷态试验,发现颗粒侧传热系数沿外置换热器宽度方向呈现马鞍形的双峰分布,传热系数最大值出现在距离边壁约0.2倍宽度范围内,通过调整边壁区域气体速度可以提高该区域的传热系数,为运行过程减缓局部偏差提供参考.     

排热工况下湖水源热泵系统的水体水温计算方法

湖水源热泵利用水体的水温在系统排热或排冷工况下将发生动态变化,水体的水温变化超过水体所能承受的排热或排冷量时,将导致湖水源热泵系统运行不正常甚至瘫痪。在二维初始水温模型的基础上,利用质量和能量方程,建立了水源热泵系统利用水体水温变化的动态模型。通过水流方程与温度方程藕合求解得到水体在带负荷状况下的水温变化模型方程。该计算方法不仅可以为湖水源热泵系统的可行性研究奠定理论基础,也可作为计算利用水体最大热承载能力的前期研究基础。     

供热网站监控管理系统

针对北方供暖系统中存在的监控问题，采用分布式控制方式，设计了供热网站监控管理系统，并对系统硬件、软件进行了设计．模拟运行表明，系统能实现实时检测供热系统的工作情况、实时进行数据传输、完成各种数据分析并可进行遥控等，实现了故障自动诊断，确保了运行的可靠性，节能效果良好．