基于流固耦合的换热管道污垢超声回波检测数值模拟与实验

对换热管道污垢的有限元建模、耦合边界处理进行了分析与讨论,以压力声学与固体力学为理论基础,基于COMSOL Multiphysics中的PDE模式构建平面辐射声源下的声波振动控制方程,采用超声回波法对换热管道污垢厚度进行无损检测,求解不同振动频率下的回波振型和响应时间历程,为检测多层管材时模态和频率选择提供理论依据。针对多组不同管材污垢厚度回波特性,将有限元仿真与测点检测结果进行对比,验证了模型的准确性。基于换热污垢动态模拟实验装置进行了污垢定量实验。结果表明:采用实验和有限元结合的方式实现换热管道污垢超声回波检测的方法是可行的,数值模拟与实验结果吻合,超声波对管道沉积污垢的检测误差在±4%左右,该结果对工程在役换热集输系统的运行和清管具有实际意义。

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0.40 m.s-1,水质硬度1 400.0 mg.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。

基于改进CEEMD的薄层污垢超声检测信号去噪

对换热管污垢回波振型特征有效提取是实现污垢厚度定量检测的关键。针对薄层污垢回波声束能量不集中,易产生模态混叠等特点,提出一种基于改进CEEMD的小波收缩阈值信号处理方法。首先引入夹角余弦计算原始信号与固有模态函数相似程度,判断信号和噪声主导模态分界点,并结合能量密度谱判断分界点选取准确性,然后利用小波收缩阈值方法拾取噪声主导模态中的细节信息,最后重构得到降噪后信号。仿真和实验结果表明:该方法分界点判断准确性较高,去噪效果优于传统小波阈值方法,数值模拟与实验结果一致,对薄层污垢回波振型特征提取有重要指导意义。

不锈钢换热器中典型微生物结垢特性研究

从电厂循环冷却塔塔底粘泥分离纯化出了与微生物污垢形成有关的铁细菌、硫酸盐还原菌和粘液形成菌。利用污垢热阻动态模拟装置,在恒定工况下(入口水温30℃,流速0.4 m.s-1),研究了上述三种细菌在不锈钢管换热器中微生物污垢形成的特性,并对在线监测的污垢热阻及形成机理进行了分析,结果表明:粘液形成菌在不锈钢换热器中生物污垢诱导期为56 h,铁细菌为25 h,硫酸盐还原菌为22 h,其中对传热影响最大的为铁细菌,其次为硫酸盐还原菌。