表面离子注入降低池式沸腾条件下CaSO_4污垢生成

通过离子注入技术,对加热器表面进行处理,改善了金属表面的抗垢性能。在池式沸腾装置中对CaSO4溶液的结垢过程进行了实验研究,并将离子注入表面的抗垢性能与未处理表面进行了比较。研究表明,经离子注入的加热器表面具有良好的抗垢性能。

池式沸腾条件下CaSO_4污垢生成的实验研究

在池沸腾装置中,100℃下CaSO4饱和溶液以及热通量55—300 kW/m2,研究了传热表面性质对硫酸钙污垢沉积的影响。通过现代表面处理技术,例如动态混合离子注入和动态混合磁控溅射技术,对若干加热器表面进行处理,以减小金属表面的表面能。研究表明,表面能低的表面,即经离子注入或磁控溅射的表面具有良好的抗垢性能。

两种计算方法下板式换热器CaSO_4污垢特性的对比

为研究板式换热器换热表面CaSO_4污垢特性,采用两种计算方法对CaSO_4在板式换热器中沉积过程进行了数值模拟.方法一:基于沉积率和剥蚀率模型对CaSO_4污垢进行数值计算,并利用板式换热器的实验台对模拟结果进行了验证.方法二:依据Kern-Seaton污垢模型,结合冯-卡门类比理论得到渐近污垢热阻随雷诺数的变化.对比两种计算方法得到的渐近污垢热阻比得知污垢热阻的渐近值曲线非常接近,且最大误差仅为2.2%.

圆形楞涡流发生器结构对矩形通道内CaSO_4污垢沉积特性的影响

为探讨圆形楞涡流发生器结构和布置方式对换热面污垢的影响,采用数值模拟方法研究了布置圆形楞涡流发生器矩形通道内壁面CaSO4析晶污垢的沉积过程,同时计算并分析了入口流体温度为300 K、速度为0.5 m·s-1、浓度为3.0 g·L-1的CaSO4过饱和溶液下圆形楞涡流发生器的楞长、布置方式、半径的大小以及纵向间距等几何因素对表面污垢沉积的影响。结果表明:污垢热阻值随涡流发生器楞长增加先减小后增大,而且在(4/8)H楞长处出现最小值;随涡流发生器列间距增大而增大,当间距超过55 mm后污垢热阻值逐渐趋于光通道的污垢热阻值;随涡流发生器半径增大而减小;相同列间距、半径以及当楞长为(4/8)H时,顺排靠边布置时其污垢热阻值最小。

丁胞型圆管CaSO_4的污垢特性

建立了丁胞管物理模型,采用标准k-ε方程和SIMPLE算法,研究了丁胞管内CaSO_4流体的污垢特性,分析了结构与运行工况对丁胞管内CaSO_4污垢特性的影响。结果表明,丁胞的顺排叉排对于污垢热阻渐进值影响极小。高Reynolds数时,与光管的污垢热阻相比,丁胞的存在会减小污垢热阻值;而在低Reynolds数时,相对深度较小的丁胞反而会增大污垢热阻值。丁胞的相对深度与丁胞的相对密度对于污垢热阻值均有较大的影响,在丁胞深度为0.8时,丁胞管的抑垢效率为1.150。在丁胞的相对密度为5.30时,其抑垢效率为0.730。丁胞管抑垢率随着进口流速增长而增大,随着工质浓度增长而减小,随着壁面温度的增长而减小。

柱面梯形翼涡流发生器对污垢影响的研究

为了研究柱面梯形翼涡流发生器的污垢特性，考察了其排列间距和几何高度对结垢量的影响。结果表明：柱面梯形翼涡流发生器的排列间距与几何高度对污垢沉积有很大影响，当柱面梯形翼涡流发生器的排列间距相同时，结垢量会随着涡流发生器几何高度的增大而增加；当柱面梯形翼涡流发生器的几何高度相同时，结垢量会随着排列间距的增大而增加。

半圆柱面涡流发生器在矩形管道内抑垢实验

半圆柱面涡流发生器具有较好的强化传热效果,在换热器设备上具有较大的应用前景。为了获得半圆柱面涡流发生器的抑垢特性,采用离线称重法,研究了在流速为0.2m/s、体积质量为3 500mg/L、温度为50℃下不同排列间距、不同高度下的半圆柱面涡流发生器对CaSO4污垢结垢量的变化。结果表明:半圆柱面涡流发生器具有抑垢性,总结垢量要少于光片;相同高度下间距20mm的试片结垢量最少;相同间距下高为5mm的试片结垢量最小。