CaSO4于换热面上结垢过程的控制机理分析

为了掌握结垢过程的控制机理,通过分析CasO4在换热面上的结垢过程,得到控制结垢过程的阻力关系式．计算结果表明,流速越大,过饱和度越小,结垢过程越易为表面反应所控制．流速越小,过饱和度越大,结垢过程越易为对流传质所控制,且往往发生在液壁温差较大,壁温较高的情况下．垢层生长过程中,在恒壁温条件下,由对流传质与表面反应共同控制的结垢过程转变为只由表面反应控制结垢过程．在恒热流条件下,控制机理没有变化．     

CaCO3析晶污垢成垢过程影响因素的实验研究

实验测得了CaCO3在铜、铝、不锈钢和渗铝钢四种材料和不同运行工况下的结垢过程,比较分析了材料表面、浓度、流体温度及流速对污垢成垢过程的影响。结果表明：材料表面能、温度、流速和浓度是影响污垢过程的主要因素。     

换热面上颗粒污垢生长特性的数值模拟研究

针对颗粒污垢在换热器中存在的沉积问题,本文采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,借助Fluent软件,对换热面上颗粒污垢生长特性进行数值模拟,模拟了二氧化硅颗粒在圆管内的沉积过程,并结合相关经验公式,建立颗粒污垢剥蚀模型。模拟结果表明,二氧化硅颗粒在流速、入口温度和管壁粗糙度这3种运行工况下,其污垢热阻先增加后趋于平稳,一段时间后达到一个渐近值。随着流速的增加,颗粒结垢速率和污垢热阻渐近值逐渐减小;随着入口温度的增加,污垢热阻渐近值逐渐减小;随着管壁粗糙度的增加,污垢热阻渐近值和达到渐近值的时间都逐渐增大。因此,通过增大流速和入口温度,减小管壁粗糙度,可减小换热面上的颗粒污垢热阻。该研究为实际生产过程中的抑垢和除垢技术提供了理论参考。     

考虑结垢传质时管内紊流对流换热系数的确定

从热质传递的薄膜理论出发,结合Kern和Seaton提出的渐近污垢模型,研究在紊流状态下污垢形成阶段管内的对流换热特性,得到在考虑结垢传质过程条件下管内紊流对流换热系数的计算式。研究结果表明,污垢的沉积使总的对流换热系数随时间的推移逐渐下降最后趋于一定值,与没有污垢时的情况相比,在污垢形成的初始阶段出现换热增强的现象,但此效果并不明显,且污垢对管内对流换热效果受到管径、管壁温、流速及流体入口温度等因素的影响。     

表面特性对污垢结垢行为影响研究综述

对无机盐结垢行为影响研究,多是围绕流速、温度、浓度对污垢沉积质量、诱导期和热阻的影响进行展开的。选取污垢形貌结构、附着位置、颗粒尺寸等微观结垢行为作为研究对象,综述材料表面性质（粗糙度、接触角、表面能）对微观结垢行为的影响,为从微观角度揭示不同材料表面宏观结垢行为差异提供依据;同时,对于污垢附着强度研究现状进行总结,为污垢去除以及选择合理的抗垢材料提供理论支持。     

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.     

圆管内微生物与颗粒混合污垢特性的实验研究

为了探讨纳米氧化镁颗粒与铁细菌混合物在圆管中的污垢特性,对混合污垢与单一污垢、不同纳米氧化镁浓度、铁细菌浓度、流速下不锈钢圆管中的污垢特性进行了实验研究,采用热阻实时监测、微观结构观察、静置实验等检测手段研究了影响污垢形成的因素。结果表明:混合污垢的污垢热阻渐近值最大,其次为单一纳米氧化镁污垢,铁细菌形成的污垢渐近值最小且污垢热阻经历最长时间才达到稳定;混合污垢热阻渐近值随颗粒浓度、铁细菌浓度的增加而增加,并且增加幅度呈现变缓的趋势;结垢速率与流速有关,流速大结垢速率小,热阻小,达到稳定时间长。     

稀土合金水处理器阻垢性能评价实验研究

为考察新型稀土合金水处理器(下称阻垢器)阻垢性能,本文利用循环冷却水污垢动态模拟试验台,对阻垢器性能进行动态评价实验.在相同实验条件下(入口水温28.5±0.5℃,水浴温度50±0.5℃,流速0.40m.s-1,水质硬度1400.0mg.L-1),对加装阻垢器和未加装阻垢器两路水质进行动态实验,连续监测污垢热阻和水质参数(包括电导率、pH和浊度等),进行了5组重复性实验.结果表明:稀土合金水处理器对高硬度水质平均阻垢率达81.6%,抑垢效果较好,从实验水质参数变化和换热器表面积垢状态观察,该阻垢器对水质浊度、电导率、pH等参数有一定影响.     

潜热蒸发冷却控制的膜状冷却塔特性研究

基于膜状冷却热、质传递机理,建立水膜薄层的速度分布, 热、质传递方程和潜热蒸发冷却控制的数学模型.结合特定时间段内气候条件、冷水机组负荷和运行工况,通过测算制冷系数、冷却水和空气参数,进行质量和热量衡算.分析空气返混现象及冷却塔并联运行对塔性能的影响,采用湿度计分析法分析潜热蒸发为主的热、质传递过程,由冷却塔蒸发冷却效率和效能的计算结果表明,它们系同一表征冷却塔性能的参数.     

有机工质余热发电系统的经济性分析

由于有机工质余热发电系统的经济性是影响该技术推广应用的关键因素,本文对系统的经济性进行分析研究。以蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质流量及冷却水流量为自变量,建立了以最小电力生产成本为目标函数的优化模型;分析了各参数对系统电力生产成本的影响,并以6种有机工质为例,对系统进行了参数优化;且比较了余热温度对最佳参数的影响。结果表明:由于蒸发温度、蒸发器窄点温差、余热介质及冷却水流量对系统设备造价和净输出功的综合影响,其均存在最佳值使电力生产成本最小;在余热介质进口温度170℃和冷却水进口温度20℃时,工质R245fa的经济性最好,对应的最小电力生产成本约0.433 9元/(k W·h);且随着余热介质进口温度的升高,系统经济性提高,对应的最佳蒸发温度、蒸发器窄点温差及余热介质流量均增大。     

地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。     

自然通风湿式冷却塔传热传质的三维数值分析

基于CFD软件Fluent和传热传质理论,建立了自然通风逆流湿式冷却塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型.采用标准k-ε湍流模型进行应力封闭,对塔内传热传质过程进行了三维数值计算.计算分析了塔内外空气的速度场、温度场和含湿量场,给出了塔内冷却水温度分布场,指出塔内雨区外侧部分区域空气和冷却水温度均低于环境干球温度,并指出进风口上沿存在纵向漩涡影响气水两相间的局部传热传质强度.计算了塔内各区冷却水蒸发量,给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场,指出传热传质主要发生在填料区.     

湿式冷却塔热力性能数值分析

对气流运动采用标准k-ε湍流模型,喷淋区和雨区采用离散相模型计算,对填料区建立了基于Poppe理论的数值求解模型。基于该模型,在不考虑自然风情况下,对某300 MW机组自然通风湿冷塔的热质交换进行数值模拟,分析了淋水密度、进塔水温、喷嘴数和水滴直径对冷却塔热力特性的影响。计算结果表明:基于CFD软件的冷却塔数值求解模型有很好的适用性,淋水密度和水滴直径对出塔水温影响很大,为进一步完善冷却塔的设计与运行提供了理论依据。     

用于供冷的闭式冷却塔换热模型与性能分析

目的分析闭式冷却塔内各参数。即空气焓值、含湿量、冷却水温等的分布情况；探讨空气入口参数、空气质量流量、喷淋水量对闭式冷却塔冷却性能的影响规律．方法通过对闭式冷却塔内部换热机理的分析，建立描述冷却塔内传热传质性能的数学模型，并得到模型的解析解．结果闭式冷却塔结构参数不变时，随着入口空气湿球温度的升高，冷却水出口温度升高；随着空气质量流量和喷淋水量的增加，冷却水出口温度降低，但是变化斜率逐渐减小，即存在着一最佳喷淋水量和空气质量．结论利用闭式冷却塔数学模型的解析解，可以实现分析空气和喷淋水参数对闭式冷却塔供冷性能的影响及各参数沿闭式冷却塔高度的分布情况，为闭式冷却塔的结构设计及性能优化提供帮助．     

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.     

Study of coupled effect of impingement jet cooling of kerosene with solid structure

Characteristics of flow and heat transfer of kerosene impingement jets were studied numerically. The coupled effect of heat transfer of fluid and structure was investigated. Numerical simulation of fluid flow shows that compared to convective heat transfer of kerosene flow in cooling channels, impingement jet cooling significantly enhances heat transfer ability. At the same time, the pressure loss is below one atmospheric pressure. Both stress and strain of high temperature nickle-based alloy structure were analyzed with typical thermal loading and impingement cooling effect. The numerical results show that temperature distribution in the hot surface of the solid structure is relatively uniform and far below the maximum allowable temperature of the alloy material. The strength analysis shows that both stress and strain of the solid structure meet the material requirements.     

江河水污垢对小管径恒壁温管内对流换热影响

为有效提高江河水冷热源的利用率,应用热力学第一、第二定律和湍流流动理论,讨论和分析了污垢对恒壁温小管径管内对流换热过程热力学性能的影响。分析结果表明,有污垢存在时,污垢层导热引起的熵产在管内对流传热熵产中占主要部分,而温差传热引起的熵产则相对较小,且在雷诺数较大,管径较小的流动中,会出现粘性流动引起的熵产大于温差传热引起的熵产;随雷诺数的增大和污垢热阻的产生,熵增率都是单调增加的。因此在利用江河水发展水源热泵时,要充分考虑污垢热阻对换热器性能的影响,尤其是污垢层导热热阻的影响。     

外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...