立式换热器管外双向内循环三相流态化在线清洗研究

立式换热器管外污垢清洗很困难.研究的双向内循环流态化清洗方法,是通过分区轮换送气形成正反方向交替的、内循环流动的三相流态化来实现的.建造了由40根Φ32 mm×3 mm×2 000 mm传热管组成的大型的有机玻璃立式试验台,采用色水法对其不同深度的截面速度场进行试验观测.结果表明:一根布气管可以两侧各带动2排传热管区域的流态化清洗;清洗气体的消耗量设计算式为Q=24.8(D2-Nd2);清洗气体的压力为管外液体静压的1.10倍.该清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎与传统设备一样,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染.

流体动力螺旋自动清洗除盐能力模拟试验研究

以冷却器结晶盐垢的自动、连续、清洗为目标进行模拟试验,在工业生产设备实际尺寸Φ38 mm×3 mm的不锈钢冷却管管内,流动饱和热溶液,管外采用冷却水冷却形成过饱和的结晶条件,对安装流体动力螺旋线与螺旋扭带分别进行实际物料的自动清洗效果模拟试验和流体阻力试验。试验结果表明:流体动力螺旋线与螺旋扭带都可以自动清洗结晶盐垢,使设备保持长期高效运行,但是螺旋线的效果更好;连续运行2 h以后,与空管相比的传热系数,安装螺旋线提高85%,安装螺旋扭带提高74%;并且,螺旋线的传热强化功能比螺旋扭带高8%,流体阻力比螺旋扭带的低6%。

外螺旋塑料管自动清洗及其传热强化技术的研究

研究的外螺旋塑料管由自动清洗与传热强化需要的塑料外螺旋和刚性固定塑料外螺旋的塑料管组成,塑料管内可以填装液体或其它滚动体,使整体密度与管程液体相同,保持悬浮同心旋转,且利用其运动惯性提高自动清洗功效。组装在传热管内后,管程液体被导流成快速的螺旋线液流,螺旋线液流给外螺旋塑料管的反作用力使其自转清洗,且使管内的对流传热得到有效强化。通过理论计算研究,得到了外螺旋塑料管动力矩计算式,按此得到结构设计的基本原则。试验结果表明:自转动力矩比扭带增大141%,能够在0.4m/s以上的流速下实现自动清洗防垢;传热系数比光滑扭带平均提高50%左右;设备的流体阻力不大,在工程容许范围内。

水冷器流态化自动清洗防垢与节水节能技术研究

轻工部门冷冻系统中使用的立式水冷器较多,其流速很低,水垢比较严重,效率较差。为解决这一问题,研究了高可靠性内循环流态化水冷器结构,底室采用泡罩板加大孔均布板取代筛孔容易堵塞的筛板,水冷管出口安装挡粒调匀罩。通过优化试验,结果表明:采用直径120 mm的泡罩、流态化粒子层厚度150 mm以上、孔径8 mm的均布板、高度30 mm的挡粒调匀罩,能够有效地防止出口室跑失流态化清洗粒子,各水冷管内的流速分布的均匀性较好,可以满足稳定运行的可靠性要求。在一般水冷器流速范围内,冷却强化幅度60%以上,在线自动清洗效果好,节水节能的综合效益较高。

自动清洗式流态化换热器传热强化的运行参数优化研究

液-固流态化传热强化机理还不完全清楚，已有文献对流态化粒子的粒度与传热系数的影响关系有较大分歧。从传热强化角度对水-沙流态化自动清洗的运行参数进行优化试验研究，得到的结果是：沙子粒度不是愈细愈好，而是Dp2mm（8目）左右为好；粒子体积分数以2．4％比较好；流速在0．2～0．28m／s（Re=6000-9000）的范围较好。虽然浓度低，但是在优化条件下的流灰化传热强化幅度几乎可以达到一倍左右，并且阻力又很低。

高效传热强化斜齿扭带及其低流速自动清洗技术

现有流体动力塑料光滑扭带不能用于流速低于1.0 m·s-1的传热设备的污垢自动清洗、传热强化幅度不高.为此研制了一种高效强化传热、又能够在1.0～0.5 m·s-1的较低流速下自动清洗污垢的斜齿扭带.其原理是在光滑扭带的两面上等距离地排列斜齿,被斜齿导向的传热流体对斜齿的反作用力形成一个新增的旋转力矩.与现有的光滑扭带相比,弧线形斜齿扭带自转清洗力矩增大了75%～101%、传热系数提高了171%.虽然斜齿扭带的阻力系数较高,但是设备的总阻力仍然在一般工程容许的范围内,具有广阔的应用前景.

动力轮强化塑包钢丝螺旋线自动清洗与传热强化技术

为了解决自动清洗钢丝螺旋线的流体动力自转力矩弱和磨损问题以及塑料扭带的不耐高温问题,提出以塑料包覆的大截面钢丝螺旋线来解决耐热、耐磨问题,并且以旋流管口轴承-动力轮来强化螺旋线自转动力矩的技术方案.试验研究表明,这种塑包钢丝螺旋线能够在较低流速下自动清洗,适用面较广,并且管内污垢的自动清洗能力强,对流传热强化的幅度达到52.6%,比钢丝螺旋线高60%;设备阻力不大,结构简单,成本低廉,具有优势.

管内清洗防垢螺旋齿管的流体动力优化设计

为了给螺旋齿管的结构优化提供设计理论,运用动量矩原理和自转牵连运动的运动学分析方法等,研究建立了传热管内流体动力螺旋齿管的自转清洗动力矩计算式,以此指导设计了不同结构参数的螺旋齿管进行试验比较.优化得到的D型塑料螺旋齿管与光滑纽带相比,自转动力矩增大141%,可以在0.4m/s以上的较低流速下应用;传热系数平均提高50%;阻力在一般工程容许范围.

卧式列管换热器管外污垢在线流态化清洗设计

针对卧式列管换热器管外污垢清洗难题,提出了壳程双循环三相流态化在线清洗的新技术.用有机玻璃建造了直径500mm、长2000mm、传热管直径32mm大型试验装置.采用水、河沙对传热管外的污垢进行清洗试验研究.结果表明:两侧布气管设置逆水方向斜喷气孔的结构和切换通气清洗的操作方法,不但可以实现管外三相流态化清洗液在横截面的正反旋转方向的循环流动,而且可以实现流态化粒子的轴向循环流动,达到清洗均匀,快速、经济的目的.依据试验结果,提出了清洗气体需要量的计算式为和结构优化设计的数据.这一清洗技术已经在工业成功应用,结构简单,操作简便,成本十分低廉.

立式传热设备壳程流态化清洗技术

提出了分区切换送气形成正反方向交替的、内循环流动的三相流态化的在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了由40根32 mm×3 mm×2 000 mm传热管组成的大型立式试验台.采用色水法其不同深度的截面速度场进行试验观测.结果表明:一根布气管可以带动每侧的2～3排传热管区域的流态化清洗;清洗气体的压力为壳程液体静压的1.10倍.这种清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎不增加,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染.

高效传热斜齿扭带的自动清洗动力学设计理论

塑料斜齿扭带是自动清洗扭带技术研究30多年来取得的最重要进展,突破了低流速自动清洗难关,极大地拓宽了应用范围,突破传热强化弱的难关成为高效传热强化的一种新元件。本文专题研究了这一新技术的动力学设计理论及其工程应用问题。研究中将复杂的斜齿扭带动力矩近似分解为虚拟的光滑扭带动力矩及其螺旋线液流对斜齿的冲推力矩之和,建立了动力矩理论计算式。通过对该计算式的工程应用研究,得到了有关优化设计方面诸多的重要结论。在该式指导下设计的斜齿扭带优化试验结果表明,斜齿扭带的自转动力矩和传热系数均比光滑扭带成倍提高,设备总阻力也在工程许可范围内。

管口冲推塑料螺旋线自转清洗防垢及其传热强化

提出了以大截面塑料螺旋线取代钢丝螺旋线解决传热管壁的磨损问题,以预旋结构的管口轴承座—冲推动力轮来强化自转塑料螺旋线的清洗动力矩。测试结果表明,传热管内污垢自动清洗的效果好;能够在较低的流速下工业应用;传热强化幅度达52.6%,比钢丝螺旋线高60%;并且设备阻力不大。

防堵防跑双罩式内循环流态化水冷器研究

冷冻系统立式水冷器多,流速很低,水垢比较严重,效率差.本文研究的防堵防跑双罩式内循环流态化水冷器的结构特点是:底室采用泡罩板加大孔均布板取代筛孔容易堵塞的筛板;水冷管出口安装挡粒调匀罩.结构优化试验表明:采用直径120 mm的泡罩、流态化粒子层厚度170 mm以上、孔径8 mm的均布板、高度30 mm的挡粒调匀罩,能够有效地防止出口室跑失流态化清洗粒子,各水冷管内的流速分布与粒子浓度的均匀性较好,可以满足稳定运行的可靠性要求.在一般水冷器流速范围内冷却强化幅度60%以上,加上在线自动清洗效果好,节水节能的综合效益相当高.

椭圆齿旋流口平带传热管内自动清洗及其传热强化

介绍了一种特殊结构的旋流口椭圆齿平带的研制。平带上的每个椭圆齿都是使平带自转的流体动力结构元素,平带两侧的旋流口结构能够使管内的部分液体形成螺旋线流,因而具有近似斜齿纽带那样能够在较低流速下自转实现管内污垢在线自动清洗的宝贵性能。由于椭圆齿后的大量涡流、管内部分液体流线转变为螺旋线流股以及螺旋线流股与轴向流股分合交错这样3方面的作用,管内的对流传热强化的幅度由此远远高于光滑纽带。试验结果表明,这种平带不仅容易制造,并且综合性能好,在管内流速0.5m/s左右就可运行;管内侧的传热系数提高170%,流体阻力在一般工程许可的范围内,因此具有较高的工程应用价值。

立式流态化自动清洗水冷器运行参数的优化

对立式流态化清洗式水冷器的运行参数进行了优化试验与研究,其结果是:在0.21 m/s(Re=8 000)左右、粒度8目(Dp 2 mm)、体积分数为2.4%的最佳条件下运行,传热系数可以比流态化前提高两倍左右,节水节能效益显著。

热液体动力扭带清洗动力学及其工程应用

为了解决传统扭带存在自转动力矩弱和传热强化幅度低的问题,研究入口反旋斜齿扭带的动力学理论,方法是将总动力矩分解为虚拟的光滑扭带动力矩和虚拟光滑扭带下的螺旋液流对斜齿的冲推力矩之和,运用动量矩定理分析建立了动力矩计算式.以此式指导结构优化和工程应用,使自转动力矩和传热系数均比传统扭带有了成倍提高,设备总阻力仍然在工程许可范围内,成为可以广泛应用于较低流迷下自动清洗防垢与高效强化传热的新元件.

换热器管外水垢双向循环流态化周期清洗

提出了分区切换送气,双向交替内循环流动的三相流态化立式传热设备壳程在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了由40根32×3×2000传热管组成的大型立式试验台。采用色水法对其不同深度的截面速度场进行试验观测,结果表明:一根布气管可以带动每侧的两排传热管区域的流态化清洗;清洗气体的消耗量设计算式为23.8(D2Nd2);清洗气体的压力为壳程液体静压的1.10倍。这种清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎不增加,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染。

循环流态化自动清洗式换热器的传热强化

液-固流态化传热强化的机理尚未完全清楚，已有文献对流态化粒子的粒度与传热系数的影响关系有较大分歧。从传热强化角度对水-沙流态化自动清洗的运行参数进行优化试验研究。得到的结果是：沙子粒度不是愈细愈好，而是Dp2mm（8目）左右为好；粒子体积分数以2．4％比较好；流速在0．2～0．28m／s（Re为6000～9000）较好。虽然粒子体积分数低，但是在优化条件下的流态化传热强化幅度几乎可以达到一倍左右，并且阻力又很低。

水冷管内水动力螺旋自动清洗防垢及其冷却强化

传热管内自转钢丝螺旋线技术具有污垢自动清洗能力强、传热强化效果好、结构简单、成本最低廉等诸多优势,但是存在传热管壁间的磨损和与自转动力矩较弱的问题,无法工业应用。为此,文章提出了以大截面塑料螺旋线取代钢丝螺旋线解决传热管壁的磨损问题,以预旋结构的管口轴承座-冲推动力轮来强化自转塑料螺旋线的清洗动力矩。测试结果表明,传热管内污垢自动清洗的效果好;能够在较低的流速下工业应用;传热强化幅度达到52.6%,比钢丝螺旋线高60%;并且设备阻力不大。

壳程水冷设备气水沙内循环流态化清洗

壳程水冷设备的水垢清洗很困难。该文提出了分区切换送气形成正反方向交替、内循环流动的三相流态化的在线清洗方法,并且用有机玻璃建造了大型立式试验台。结果表明,这种清洗技术不仅结构简单,设备费用几乎不增加,操作方便,清洗费用低廉,而且污垢清洗均匀性好,速度快,无污染。