交叉缩放椭圆管颗粒污垢特性的实验分析

为探讨纳米氧化镁颗粒在交叉缩放椭圆管内部的污垢规律,本文选用纳米氧化镁颗粒配置纯胶体溶液为研究对象,对不同颗粒直径、颗粒浓度、工质流速和温度工况下交叉缩放椭圆管的污垢特性进行了实验研究,并通过扫描电镜观察其结垢表面。结果表明:交叉缩放椭圆管纳米颗粒污垢下无明显诱导期;在相同的工况下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,污垢热阻渐近值越大;随着颗粒浓度的增加,结垢速率加快,污垢热阻渐近值明显增大;随着流速的增加,污垢热阻渐近值和结垢速率都有所降低;污垢热阻渐近值随着实验管段入口温度的升高而降低。

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.

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。

三角翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒污垢特性

为了探究三角翼涡流发生器的纳米氧化镁颗粒污垢特性,选用粒径为50 nm的氧化镁颗粒配制的胶体溶液为研究对象,研究了在不同水浴温度、颗粒浓度、流速、三角翼间距以及不同布置等工况下三角翼涡流发生器的污垢特性。结果表明:三角翼涡流发生器具有抑垢特性,水浴温度、浓度、流速对其抑垢能力及结垢速率均有影响,水浴温度升高、颗粒浓度降低以及工质流速升高都会导致三角翼的抑垢能力增强。三角翼不同列间距的抑垢能力随着布置方式的改变而改变,采用均匀分布布置形式时40 mm列间距的抑垢能力最强,而采用同列数布置时80 mm列间距的抑垢能力最强。

翼型涡发生器的布置对换热及污垢特性的影响

为了探究换热面上不同布置形式的翼型涡发生器对换热、流动阻力和污垢特性的影响,本文以矩形翼涡发生器为研究对象,在相同工况下对4种布置形式进行了实验研究。结果表明:在换热面上安装翼型涡发生器不仅能够强化换热同时还能抑制颗粒垢的生成;后排列布置不仅在强化换热和减少流动阻力上都优于前排列布置,而且在污垢条件下其也具有良好的抑垢性;结垢前后进出口压差的变化大小在一定程度上也反映了结垢量的大小。

水质工况对硫酸钙污垢特性的影响

实验研究了水质工况对硫酸钙污垢特性的影响,在管内流速、入口温度、工质浓度、化学方程式和阴离子浓度5个方面分别研究氯离子和硝酸根离子对硫酸钙结垢特性的影响。结果表明,阴离子对硫酸钙污垢的形成有一定的促进作用,但这种促进作用受实验管段流速的影响,流速越大,促进作用越小,与管段入口温度和工质浓度没有明显关系。电镜观察结果显示,含有大量硝酸根离子的硫酸钙溶液在不锈钢圆管内结垢致密且厚重,工质溶液以条状和块状混晶析出硫酸钙晶体,晶体紧密的聚集。含有大量氯离子的硫酸钙溶液在不锈钢圆管内结垢疏松且均匀,工质溶液以条状析出硫酸钙晶体,晶体间没有明显的聚集现象。

不连续双斜向内肋管污垢特性实验研究

以松花江水为工质,采用对比的实验方法对不连续双斜向内肋管与光管的传热和污垢特性进行研究,并用数值方法模拟不连续双斜向内肋管内流场和壁面剪切力。结果表明:随着流速的增加,不连续双斜向内肋管Nu数的增长趋势开始变缓;不连续双斜向内肋管在3种流速下都出现结垢诱导期,流速高时诱导期会相对更长,说明其内肋对管型结构会延长结垢时间;管内流速约达到0.5m/s后,提高流速对污垢热阻的影响已不明显,且与不连续双斜向内肋管传热特性的变化趋势相关;由于不连续双斜向内肋管的内部流场和剪切力的周期性变化,不连续双斜向内肋管的换热和抗垢性能均优于光管。

过冷流动沸腾状态下纳米氧化镁颗粒的污垢特性

为研究过冷流动沸腾状态下的颗粒污垢特性,在竖直向上的环形流动通道内,以纳米氧化镁颗粒悬浮液作为实验工质,通过改变工质浓度、热流密度和质量流量等得到不同工况下的颗粒污垢特性,并利用契尔顿-柯尔本类比建立了不同工况下的污垢分析模型。结果表明:由于壁面温度较高,过冷流动沸腾状态下颗粒污垢结垢迅速;工质浓度增加增大了流体与壁面间的浓度差,污垢热阻渐近值和结垢速率随着工质浓度增大显著增加;随着热流密度的增加,传质增强,污垢热阻渐近值增大;增加质量流量使壁面剪切力变大,污垢热阻渐近值出现轻微的下降;随着工质入口温度的提高,增强了气泡的剥蚀作用,污垢热阻渐近值与结垢速率下降明显。

腰槽开孔矩形翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒污垢特性

为了探究开孔涡流发生器颗粒污垢机制,实验研究了腰槽开孔矩形翼涡流发生器纳米氧化镁颗粒的污垢特性,考察了入口温度、浓度、流速、涡流发生器纵向间距以及不同攻角等参数污垢特性的影响。结果表明:腰槽开孔矩形翼涡流发生器具有较好的抑垢特性,抑垢能力随入口温度降低、浓度降低、流速增加以及纵向间距减小而增强。涡流发生器60°攻角布置下的抑垢能力最强。

微米颗粒污垢特性的数值模拟

通过分析微米级颗粒污垢的特性研究了其在圆管内的沉积过程。首次将雷诺应力方程、拉格朗日方程与相关经验公式相结合建立颗粒污垢沉积和剥蚀的数值模型,用来计算颗粒污垢热阻。以20μm氧化镁颗粒为例,计算结果与实验污垢热阻值吻合良好。结果表明:随着流速的增加,污垢热阻渐近值有所降低;随着颗粒浓度的增加,结垢速率加快,污垢热阻渐近值明显增大;污垢热阻渐近值随管段入口温度的升高而降低。

钛管CaCO3污垢特性的实验研究

实验研究了钛管的污垢特性,并和不锈钢管、紫铜光管的污垢特性进行了比较。结果表明,钛管的污垢诱导期随着浓度的增大而增大,随着流速的增大而减小;但污垢热阻值随着浓度和流速的变化规律较复杂。在同种工况下,钛管的诱导期比不锈钢管短、却比铜管长,污垢热阻渐近值比铜管小、却比不锈钢管大,说明了钛管的抗垢性能虽好于铜管,但比不锈钢管差。

过冷沸腾下纳米流体颗粒污垢特性的实验研究

为了探讨过冷沸腾流动条件下纳米流体的结垢特性,文中以γ-Al_2O_3水基纳米流体为研究对象,通过改变热流密度、入口温度及质量流量实验研究了γ-Al_2O_3纳米流体在不锈钢换热表面的结垢特性。结果表明,过冷沸腾时γ-Al_2O_3纳米流体颗粒污垢和纳米悬浮液颗粒污垢均没有明显的诱导期,γ-Al_2O_3纳米流体的污垢热阻渐近值及结垢速率均明显小于纳米颗粒悬浮液。热流密度及入口温度对γ-Al_2O_3纳米流体的污垢特性影响显著,并且具有相似的作用结果,随着热流密度和入口温度的升高,纳米流体的结垢速率明显加快,污垢热阻渐近值也随之明显增大。随着质量流量的增加,γ-Al_2O_3纳米流体的污垢热阻值减小,结垢速率变小。

冲孔矩形翼涡流发生器的氧化镁颗粒污垢特性

为探讨冲孔矩形翼涡流发生器的颗粒污垢特性,选用粒径为50nm的氧化镁颗粒为研究对象,通过实验研究对比了冲孔涡流发生器和未冲孔涡流发生器的污垢和流动阻力特性,考察了孔径、孔数及孔位置对颗粒污垢特性的影响。结果表明:在相同的工况下,与未冲孔涡流发生器相比,冲孔涡流发生器具有良好的抑垢效果和较小的流动阻力损失;随着冲孔涡流发生器孔径的增大,污垢热阻渐近值降低,但降低的幅度变小;污垢热阻渐近值随着冲孔涡流发生器孔数的增加而降低,但是二者并不成同比例变化;冲孔位于外侧位置的涡流发生器的抑垢性能较优。

运行工况参数对四面体涡流发生器MgO颗粒污垢特性的影响

为了研究运行工况对四面体涡流发生器MgO颗粒污垢特性的影响,选用粒径为50nm的球形MgO颗粒为研究对象,通过矩形通道内的正交设计实验,考察了流速、浓度、入口温度以及水浴温度对颗粒污垢特性影响的主次顺序,探究了各工况参数对MgO颗粒污垢特性的影响,并且在实验范围内探寻了各工况参数的优水平组合。结果表明:在各工况参数中,浓度对污垢热阻渐近值的影响最大,流速其次,入口温度再次之,水浴温度对污垢热阻渐近值的影响最小。污垢热阻渐近值随流速的增大、浓度的减小、入口温度的降低和水浴温度的升高而减小。实验范围内,流速为0.15m·s^-1、浓度为200mg·L^-1、入口温度为23℃、水浴温度为50℃工况下结垢最少。

矩形楞涡流发生器CaSO_4污垢特性

为了研究涡流发生器的污垢沉积特性,运用Fortran汇编语言自主编程,引用析晶污垢模型模拟了CaSO4溶液流经矩形通道并在矩形楞涡流发生器表面生成污垢的过程。考察了涡流发生器楞的结构尺寸(横向排列间距、纵向高度)以及流动工况(入口速度、壁面温度、工质浓度)对污垢特性的影响。根据模拟数据给出的矩形楞涡流发生器表面CaSO4污垢沉积率、剥蚀率及污垢热阻随时间曲线的变化规律,得到了抑垢效果最佳时的结构尺寸x=40mm、h=0.3H,并总结出污垢沉积过程的影响趋势。通过模拟对比,发现加入涡流发生器后,流通壁面污垢沉积减少,大大提高了换热效率。

基于主成分分析和PLS算法的弧线管污垢特性研究

搭建了弧线管污垢特性实验平台,用于测量相应的污垢参数。基于主成分分析理论和偏最小二乘算法(PLS)建立了弧线管的污垢特性方程。该方程以弧线管的出入口温度、壁温及流速等参数作为模型的自变量,以污垢热阻值作为因变量。利用交叉验证原则以提取最佳主成分个数。通过对预测方程的检验,结果表明:所建5自变量预测方程能较好地实现对弧线管污垢特性的预测,而且明显优于6自变量模型。

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。

一种换热器污垢特性监测方法与实验研究

针对长期以来换热器污垢无法准确监测的问题,基于能量守恒定律提出了一种换热器污垢特性监测方法,尝试建立了单位工质元吸热量模型,并搭建了相应的污垢监测实验平台,通过若干类型换热器污垢实验,验证了该方法。实验结果表明:单位工质元吸热量能较好地反映换热器管内污垢的生长趋势,可以用于换热器污垢特性的监测,且较以往方法具有测点较少、测点容易安装及数据容易获取等特点,该方法还可以解决换热器局部、区域性污垢无法准确监测的问题。

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。

强化换热面污垢特性评定实验台冷却系统的设计优化

本文采用基于约束坐标轮换算法对板翅式换热器进行了设计优化,从而使本空冷系统的设计达到节水、换热效果好、调整方便、成本和运行费用低的目标。