【摘要】：海水作為復雜稀溶液,在傳熱表面的成垢過程受多方面因素影響。海水淡化裝置中蒸發(fā)器內部傳熱管表面的結垢現(xiàn)象是影響裝置傳熱效率和限制鹽水頂溫的主要因素,傳熱表面成垢過程的研究對減少或延緩傳熱面成垢具有指導意義。 本文設計搭建了常壓下水平管降膜蒸發(fā)傳熱管外成垢研究實驗臺,選用海水作為實驗流體,模擬實際工程中的運行工況進行實驗。實驗選取噴淋密度分別為0.03kg/m·s、0.06kg/m·s和0.08kg/m·s,傳熱管表面溫度分別為50℃、53℃、60℃、63℃、70℃和73℃,海水濃度分別為3.5%和7%進行研究。通過精密天平稱量傳熱管增重等得到了管表面垢樣生長曲線,對比分析噴淋密度、傳熱管表面溫度和海水濃度對傳熱表面結垢誘導期、結垢速率、達到結垢漸進值的時間和最終結垢漸進值的影響。實驗使用DSA接觸角測量儀測量了3FL-鋁合金管、鋁黃銅管和鈦管三種材料的接觸角,以此計算三種管材的表面能,對比相同工況下三種傳熱管表面垢樣生長曲線,計算結果與實驗結果一致,表面能較低的材料抗垢性能好。 利用非抑制型離子色譜分析儀測量了實驗海水中各離子濃度,分析可能的結垢產物主要為CaCO3和Mg(OH)2。使用掃描電鏡SEM和能量色散X射線分光計(EDXS)測試了實驗后傳熱管的微觀形貌,分析了不同噴淋密度、傳熱管表面溫度和海水濃度下管表面的微觀形貌,噴淋密度大的情況下表面產物中因沖蝕而含有少量鋁元素；傳熱管表面溫度影響結垢產物中Mg(OH)2的含量,溫度較低時管表面垢層中主要以霰石狀CaCO3為主,隨溫度升高Mg(OH)2含量逐漸升高,70℃以后Mg(OH)2成為主要成分；海水濃度對結垢產物的影響為隨海水濃度升高管表面附著的垢樣顆粒增多。同一運行條件下分析不同時間段內管表面垢的微觀形貌,發(fā)現(xiàn)發(fā)生鈣鎂沉積時,首先是Mg(OH)2薄片附著在傳熱管外表面,并形成團簇狀不斷生長和發(fā)展,霰石狀CaCO3晶體在此基礎上積聚生長并逐漸覆滿Mg(OH)2垢層的縫隙,而同時Mg(OH)2也在沉積和生長,CaCO3和Mg(OH)2相互作用共同生長最終形成穩(wěn)定垢層。
[Abstract]:As a complex dilute solution, the fouling process of seawater on heat transfer surface is affected by many factors. The fouling phenomenon on the surface of the evaporator in seawater desalination plant is the main factor that affects the heat transfer efficiency and limits the top temperature of salt water. The study of the fouling process on the heat transfer surface is of guiding significance to reduce or delay the fouling on the heat transfer surface. In this paper, an experimental platform for the study of scale formation outside the horizontal tube falling film evaporative heat transfer tube under normal pressure is designed and built. Seawater is selected as the experimental fluid to simulate the operation conditions of the actual engineering. The spray density is 0.06 kg / s and 0.08kg/m s, respectively. The surface temperature of heat transfer tube is 50 鈩，

本文編號：2422019