能源與環(huán)境問題是制約人類可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重問題。城鎮(zhèn)原生污水作為一種低品位清潔能源得到了廣泛應(yīng)用。城鎮(zhèn)污水經(jīng)二級(jí)處理后,仍存在顆粒污垢在換熱面上積聚的問題,這會(huì)導(dǎo)致傳熱性能惡化,運(yùn)行耗費(fèi)增加等。所以對(duì)顆粒污垢在換熱管內(nèi)壁面上的成垢機(jī)理進(jìn)行研究具有重要意義。本文通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)方法,系統(tǒng)研究了熱泵工況下顆粒粒徑、濃度、種類,管內(nèi)流速,入口溫度,管壁粗糙度,流體粘度等因素對(duì)圓管內(nèi)壁面上顆粒污垢熱阻大小與結(jié)垢速率的影響。同時(shí)對(duì)混合顆粒污垢的元素組成以及形態(tài)進(jìn)行了分析,探究了不同粒徑、不同種類的顆粒以及不同類顆粒間協(xié)同作用的成垢機(jī)理。建立了漸近型顆粒污垢預(yù)測(cè)模型,為進(jìn)一步提出有效的除垢方法提供指導(dǎo)。設(shè)計(jì)搭建了顆粒污垢生長實(shí)驗(yàn)臺(tái),通過污垢熱阻法探究了圓管內(nèi)壁面上的顆粒污垢生長情況。改變不同實(shí)驗(yàn)變量進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn),研究不同顆粒粒徑、濃度、種類,管內(nèi)流速以及入口溫度下的顆粒污垢生長機(jī)理以及不同種類顆粒污垢間的協(xié)同作用。選取一段三維圓管作為物理模型,并分別針對(duì)流體相和顆粒相建立了流體流動(dòng)、顆粒沉積與剝蝕數(shù)學(xué)模型。通過模擬計(jì)算得到顆粒的沉積率和剝蝕率,得到顆粒凈沉積率,結(jié)合顆粒污垢的各物性參數(shù),求得顆粒污... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國歷年污水產(chǎn)生量

圖 1.2 換熱器管道內(nèi)部污垢對(duì)部分發(fā)達(dá)國家工業(yè)部門因污垢造成的損失進(jìn)行估算，美、造成損失大概占當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的 0.25%，全球污垢損失14]。作為發(fā)展中國家，我國許多換熱設(shè)備的生產(chǎn)制作工藝技成的損失將大大超過發(fā)達(dá)國家。然而當(dāng)今的能源問題成為了題，提高換熱設(shè)備效率是節(jié)能的一項(xiàng)重要的措施。深入研究

圖 1.3 顆粒污垢形成過程1.2.2 顆粒污垢的研究現(xiàn)狀在顆粒污垢的理論研究方面，Beal S K[17]重點(diǎn)研究了顆粒污垢的生長過程為顆粒污垢的沉積主要受到布朗力、重力或慣性力等多種作用力的影響，并且的沉積量與流體粘度有關(guān)。Chamra 和 Webb[18]以強(qiáng)化管中液側(cè)顆粒污垢的形成機(jī)理為基礎(chǔ)，基于擴(kuò)散和慣性機(jī)制提出一個(gè)半理論模型，用來預(yù)測(cè)較大粒徑和濃度范圍內(nèi)的顆粒污垢機(jī)理。Wei L 等[19]對(duì)固液兩相流場(chǎng)中顆粒所受作用力進(jìn)行分類和量級(jí)分析，認(rèn)為在流場(chǎng)中所受到的力與粒徑有關(guān)。Maria Chiara Piglione 等[20]采用計(jì)算流體力學(xué)的方法模擬了吸氣過程中支氣的微米顆粒的沉積過程，得到顆粒沉積過程與雷諾數(shù) Re 的關(guān)系。Sahan T.W. Kuruneru 等[21]采用一種耦合的有限體積離散單元法研究了顆粒

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]板式換熱器內(nèi)顆粒污垢表面分形特性[J]. 張仲彬,謝飛帆,董兵,徐志明.  化工機(jī)械. 2016(02)
[2]溫度對(duì)納米氧化鎂顆粒污垢特性的影響[J]. 徐志明,王景濤,王宇航,劉坐東,張一龍.  熱科學(xué)與技術(shù). 2016(01)
[3]微米顆粒污垢特性的數(shù)值模擬[J]. 徐志明,張敏霞,張一龍,王景濤.  化工機(jī)械. 2015(06)
[4]納米與微米顆粒污垢沉積的表面特性及等效關(guān)系[J]. 張一龍,孫美,劉坐東,王景濤,徐志明.  化工進(jìn)展. 2015(01)
[5]城市污水二級(jí)出水中溶解性有機(jī)物特性分析[J]. 王旭東,劉佩,王磊,劉紅露,梁勇,張銀輝.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[6]螺旋葉片轉(zhuǎn)子強(qiáng)化管抗污垢性能的數(shù)值模擬[J]. 張震,關(guān)昌峰,何長江,何立臣,丁玉梅,閻華,楊衛(wèi)民.  化工進(jìn)展. 2013(11)
[7]板式換熱器內(nèi)顆粒污垢預(yù)測(cè)模型與實(shí)驗(yàn)[J]. 張冠敏,李冠球,李蔚,黃濤,任毓程.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(09)
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[9]板式換熱器冷卻水污垢熱阻預(yù)測(cè)的偏最小二乘回歸法[J]. 徐志明,文孝強(qiáng),鄭嬌麗,郭進(jìn)生,黃興.  化工學(xué)報(bào). 2011(06)
[10]直接式污水源熱泵規(guī)�；眉捌潢P(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 莊兆意,張承虎,潘亞文,孫德興.  可再生能源. 2011(03)

碩士論文
[1]板式換熱器微生物污垢特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 賈玉婷.東北電力大學(xué) 2014
[2]江水源熱泵換熱器污垢動(dòng)態(tài)特性及其影響規(guī)律研究[D]. 程可輝.重慶大學(xué) 2011
[3]能源與環(huán)境約束下的經(jīng)濟(jì)增長[D]. 符毅.湖南大學(xué) 2008
[4]污水源熱泵系統(tǒng)中換熱器內(nèi)污垢生長特性研究[D]. 李鑫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：2985449