Ca2+环境下水质参数变化对板式换热器铁细菌微生物污垢的影响

换热设备微生物污垢形成机制和影响因素复杂,污垢数据和规律的获取难度较大。本文采用搭建的板式换热器循环冷却水实验系统,获得了加入Ca²⁺后板式换热器冷却水铁细菌微生物污垢热阻数据,研究了加入Ca²⁺后不同运行工况下冷却水水质参数（OD、pH、电导率）的变化,进一步分析了水质参数变化对微生物污垢生长带来的影响。结果表明,加入Ca²⁺后微生物污垢热阻渐变化明显。随着低温循环冷水进口温度增加,含有Ca²⁺和铁细菌的循环冷却水OD逐渐降低,pH则逐渐升高,电导率减小,微生物污垢热阻逐渐降低;随着流体速度的增加,循环冷却水OD则升高,pH降低,电导率增大,但流速的增大同样加剧了冷却水对通道壁面的剥蚀作用,导致微生物污垢热阻随流速增逐渐下降。     

2种CaCO_3溶液配制法下板式换热器的污垢特性

为研究板式换热器碳酸钙的污垢特性,以BR0.015F型板式换热器为实验平台,研究了2种配制碳酸钙溶液方法(碳酸钠与氯化钙和碳酸氢钠与氯化钙)在板式换热器下的污垢特性,并用扫描电镜观察结垢表面的晶体类型。结果表明:在相同的实验条件下,碳酸钠法在板片表面结垢薄、易于清除,污垢没有凝结成块状,板式换热器速度场和温度场对污垢分布的影响不明显,扫描电镜观察污垢粉末多为六面体晶型,单个分布未粘结在一起。碳酸氢钠法在板片表面结垢相对致密、难于清除,污垢凝结成块状,板式换热器温度场的分布对污垢分布的影响明显,结垢量的分布与板式换热器数值模拟的温度场分布基本一致,扫描电镜观察污垢发现污垢晶体紧密的粘结在一起。     

海水板式换热器微生物污垢特性的实验研究

海洋生物附着及低速海流等因素直接影响海水换热器换热效果。为研究海水板式换热器的污垢特性,本文采用自行设计的板式换热器实验装置,通过富集培养并分离出硫酸盐还原菌（SRB）,使其附着海水板式换热器设备,并利用扫描电镜及热阻试验台,实验研究了附着污垢层的形成、生长及其换热特性,并对低流速海流环境下换热器的污垢热阻特性进行了对比实验。实验结果表明：污垢层的形成在不同时期其形貌和特征不同。能谱分析显示其组成的元素主要为C、H、O、Ca,是由各种有机物和悬浮颗粒组成。在诱导期后,污垢热阻符合渐进污垢增长模型,1 m/s以内的低流速下污垢热阻随流速增大而增大。     

板式换热器Ni-P-TiO2复合纳米镀层微生物污垢特性

换热器微生物污垢问题普遍存在于能源化工领域,污垢的聚集会导致设备的流动阻力、燃料消耗和维护成本支出大幅度增加。本文采用复合纳米镀层来抑制和减轻换热表面的微生物污垢的附着和沉积。首先采用化学镀的方式,在板式换热器的不锈钢316板上镀覆 Ni-P-TiO₂复合纳米镀层和对照性的Ni-P 镀层。基于板式换热器的微生物污垢在线监测实验系统,研究了镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器微生物污垢特性。结果表明,清洁状态下,镀覆两种镀层的板式换热器其摩擦系数（f）和Nusselt数（Nu）相较未镀覆板式换热器均略有增加;微生物污垢实验后,相比较未镀覆的板式换热器,镀覆Ni-P镀层的板式换热器污垢热阻减少了8.36%~23.07%,而镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器污垢热阻减少了16.6%~30.96%;在相同微生物污垢实验工况下,镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器的摩擦系数（f）相比Ni-P镀层的低2.54%~11.82%,但Nu却明显高于Ni-P镀层达8.47%~9.45%,并且污垢热阻明显小于Ni-P镀层达10.66%~18.18%,镀覆Ni-P-TiO₂复合纳米镀层的板式换热器展现了优异的强化传热性能和抑垢性能。     

板式换热器铁细菌生物污垢特性的实验分析

为探讨铁细菌在板式换热器里的污垢规律,对不同流速、温度及浓度下铁细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,铁细菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,铁细菌的结垢诱导期明显缩短,结垢速率加快,污垢热阻的渐近值呈减小的趋势;而随着浓度的增加,污垢热阻值呈现明显的增长。     

板式换热器铁细菌生物污垢特性的实验分析

为探讨铁细菌在板式换热器里的污垢规律,对不同流速、温度及浓度下铁细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,铁细菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,铁细菌的结垢诱导期明显缩短,结垢速率加快,污垢热阻的渐近值呈减小的趋势;而随着浓度的增加,污垢热阻值呈现明显的增长。     

板式换热器以松花江水为冷却水条件下的污垢特性

为研究板式换热器在天然水下的污垢特性,实验采用BR0.015F型板式换热器,研究了其在不同的流速和温度下的污垢特性,用扫描电镜观察了已经结垢的换热表面。结果表明：此板式换热器松花江水的污垢类型为渐进型且不存在诱导期,随着流速的增大污垢热阻降低的幅度减小。冷却水温度在27.5～28.5 ℃时污垢热阻较大,温度升高污垢热阻降低;换热表面的混合污垢成片的附着于换热面,有少量的难溶盐析出的晶体生成。     

板式换热器混合微生物污垢特性的实验研究

为探讨铁细菌与黏液形成菌混合微生物污垢的结垢特性,进而为微生物污垢阻垢和抑垢的研究打下基础。本文以微生物污垢中最常见的铁细菌和黏液形成菌为研究对象,实验研究了板式换热器中两种细菌在形成混合微生物污垢时相互协同抑制的关系以及不同工况下的结垢特性。结果表明,微生物污垢存在明显诱导期,铁细菌的污垢热阻渐近值约为2×10^-4m²·K/W,黏液形成菌的污垢热阻渐近值约为1.2×10^-4m²·K/W,铁细菌相比黏液形成菌有较强的致垢能力,1∶1比例混合菌的热阻值介于二者之间;无论哪种细菌量占据主导时,它们之间的互相协同作用会促使混合污垢的致垢能力增强。30℃时混合菌的热阻渐近值低于35℃时的情况,达到渐近值的时间约为35℃时的2倍;流速对混合菌污垢特性的影响明显,流速为0.1m/s时的污垢热阻渐近值约为0.15m/s时的2倍,达到渐近值的时间约为0.15m/s时的2.7倍。     

板式换热器内颗粒污垢表面分形特性

利用分形理论及其相关的图像处理方法对板式换热器内不同粒径的颗粒污垢所沉积的表面形态进行研究。结果表明:颗粒污垢具有分形特性,而且颗粒粒径变化影响污垢表面分形维数,纳米级颗粒污垢的分形维数比微米级颗粒污垢的大。分形维数还可用来定量描述颗粒污垢的孔隙和粗糙表面形貌,分形维数越大污垢表面越粗糙。     

一种板式换热器污垢热阻预测新方法

在恒定壁面材料、流速和水温的条件下,实验研究了水质参数对污垢热阻的影响。基于对污垢形成机理的初步认识,定性分析了pH值、电导率、溶解氧、浊度、硬度、碱度、氯离子、化学需氧量(COD)、铁离子浓度和细菌总数这些水质参数对污垢形成的影响,并以这些水质参数作为模型输入变量,污垢热阻作为输出变量,建立了基于模拟退火支持向量机的板式换热器污垢热阻预测模型。结果表明,预测值与实验得到的实测值基本吻合,平均误差很小,满足工程需求。     

气液两相流对板式换热器污垢特性的影响研究

通过对比实验研究了气液两相流对板式换热器污垢特性的影响。结果表明:板式换热器污垢热阻值随着含气量的增大而减小,含气量越多,扰动越强,其污垢热阻值越小。同时发现相同含气率条件下气泡尺寸越小,抑垢效果越好。     

换热器污垢特性的建模与预测

搭建了污垢实验系统以测量管壁温度及出、入口温度等参数,以3个壁温、出口温度、入口温度作为模型的输入变量,以污垢热阻值作为模型的输出变量,利用偏最小二乘算法拟合出污垢特性预测方程。利用第二个运行周期对该预测模型进行了验证。通过比较预测结果和实验结果可知最大相对误差在8.5%以内。通过分析各单一自变量对预测模型的影响,得出了四变量优化模型,从而提高了模型的预测精度,同时分析了流速等对预测模型的影响。     

BR型板壳式换热器结构特点和应用分析

本文介绍ＢＲ 型板壳式换热器的新型的板束元件结构、主要特点和应用。     

纳米流体在板式换热器中传热特性的实验研究

实验使用平均粒径为50nm的Cu、Fe_2O_3和Al_2O_3纳米颗粒制备质量分数分别为0.1%、0.3%和0.5%的纳米流体,通过测量不同纳米流体的温度、流量及压力等相关参数,计算各流体在不同雷诺数下的对流换热系数和相应的熵产。实验结果表明:Cu-水纳米流体的对流换热系数相比去离子水增加的最多,Fe_2O_3-水次之,Al_2O_3-水最少;系统熵产与雷诺数的关系类似抛物线,存在最小熵产。     

板式换热器的特点与优化设计

板式换热器的广泛应用,加速了我国板式换热器行业的迅速发展,但我国板式换热器设计与发达国家之间仍存在着不小的差距。鉴于我国板式换热器在设计方面存在的不足,本文讨论了板式换热器的优化设计方法,分析了如何才能使板式换热器达到最佳的方法。     

加氢精制装置换热器结垢的原因分析

研究了加氢精制装置换热系统铵盐结晶堵塞与其他同类装置不同的现象,分析了反应流出物高压换热器管束结盐的原因,提出了防范和改进的措施,通过控制原料总氯含量、硫含量及换热器出口温度,可有效防止加氢高压螺纹缩紧环换热器管束结盐,保证了装置长周期运行的要求.     

渣油换热器结垢热阻的预测模型研究

采用传热量测量法测定了渣油在不同运行条件下的结垢热阻 ,研究了渣油结垢热阻随时间、流速和温度的变化规律。在分析渣油结垢机理的基础上 ,提出了结垢动力学模型 ,对实验室测定结果进行非线性回归 ,得出计算渣油结垢热阻的半经验公式。该公式用于放大工业炼油装置 ,结垢热阻的计算值与文献报道的实际标定值比较接近