強(qiáng)化換熱內(nèi)表面冷卻水污垢熱阻的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、換熱設(shè)備是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中廣泛使用的設(shè)備。據(jù)調(diào)查，90％以上的換熱設(shè)備都存在著不同程度的污垢問題。結(jié)垢的形成，降低了換熱效率，增加了流動(dòng)阻力，由此造成了一系列的經(jīng)濟(jì)損失。因而受到各國(guó)傳熱學(xué)界和工程技術(shù)界的廣泛關(guān)注，成為換熱設(shè)備的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)的一個(gè)重要研究方向。但由于換熱設(shè)備污垢是在動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞同時(shí)存在的多相流動(dòng)過程中形成的，其影響因素眾多，往往涉及流體力學(xué)、傳熱學(xué)、化學(xué)反應(yīng)，甚至化工動(dòng)力學(xué)、膠體化學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)乃至表面科

2、學(xué)等多學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)，這使換熱設(shè)備污垢研究十分復(fù)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(xué)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(shí)意義，并對(duì)國(guó)內(nèi)外在污垢方面的研究成果進(jìn)行綜述，在此基礎(chǔ)上提出本課題的研究?jī)?nèi)容和方法。 本文闡述了銅管內(nèi)表面結(jié)垢情況，通過對(duì)比珠江水、泥沙顆粒污垢、湖水混和泥沙三種污垢熱阻實(shí)驗(yàn)結(jié)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?yàn)轭w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(qiáng)化了對(duì)流換熱；湖水和泥沙混和實(shí)驗(yàn)中，微生物與細(xì)小泥沙結(jié)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(shí)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(qiáng)化了對(duì)流換熱。運(yùn)用正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)硅酸鋁顆粒污垢熱阻實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了3因素2水平的實(shí)驗(yàn)：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