強化換熱內(nèi)表面冷卻水污垢熱阻的實驗研究.pdf

1、換熱設備是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛使用的設備。據(jù)調查，90％以上的換熱設備都存在著不同程度的污垢問題。結垢的形成，降低了換熱效率，增加了流動阻力，由此造成了一系列的經(jīng)濟損失。因而受到各國傳熱學界和工程技術界的廣泛關注，成為換熱設備的設計、運行、維護的一個重要研究方向。但由于換熱設備污垢是在動量、熱量、質量傳遞同時存在的多相流動過程中形成的，其影響因素眾多，往往涉及流體力學、傳熱學、化學反應，甚至化工動力學、膠體化學、統(tǒng)計力學乃至表面科

2、學等多學科的基礎理論知識，這使換熱設備污垢研究十分復雜，給研究工作帶來了很大困難。迄今為止，換熱壁面的污垢仍然是傳熱學中未真正解決的主要問題之一。 本文分析了污垢熱阻研究的現(xiàn)實意義，并對國內(nèi)外在污垢方面的研究成果進行綜述，在此基礎上提出本課題的研究內(nèi)容和方法。 本文闡述了銅管內(nèi)表面結垢情況，通過對比珠江水、泥沙顆粒污垢、湖水混和泥沙三種污垢熱阻實驗結果，得到珠江水污垢熱阻在1.0～2.0×10-4m2·K/W之間；泥沙顆

3、粒因為顆粒粒徑較大，沒有產(chǎn)生污垢，并且大粒徑顆粒沖刷管內(nèi)壁破壞了邊界層，增加了湍流度，從而強化了對流換熱；湖水和泥沙混和實驗中，微生物與細小泥沙結合形成膠體，極易形成微生物污垢，黏附在銅管內(nèi)壁，使污垢熱阻增大，流速較低時污垢更容易黏附，一旦流速增加污垢又被剝離了，大顆粒沖刷銅管內(nèi)表面，強化了對流換熱。運用正交試驗表設計硅酸鋁顆粒污垢熱阻實驗，進行了3因素2水平的實驗：管內(nèi)流速分別為0.9m/s和1.2m/s、顆粒濃度分別為0.7kg/m