文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
螺旋槽管传热特性与污垢特性的实验研究
姓名:邵兵华
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:陈永昌
20090501
摘要污垢作为自然界中的一种普遍现象,广泛存在于社会生产、同常生活的各个领域,尤其是工业换热设备中。由于污垢的导热系数很小,人们在应用强化换热技术来提高能源利用效率时,必须要考虑到污垢的影响。因此丌展强化换热表面污垢特性的实验研究具有重要的现实意义。基于此,本文通过实验考察了不同几何参数的螺旋槽管的传热特性和污垢特性。首先,在前人从事螺旋槽管的理论计算的基础上,选择可靠的经验公式,结合实验数据分析了螺旋槽管的传热特性。理论计算结果与实验数据对比表明,系统冷热水的热平衡误差均小于%,实验系统所得出的数据可靠。其次,在污垢热阻动态监测实验台上,考察了螺旋槽管在不同冷水流速和不同冷水入口温度时的传热效果。实验表明,,并且随螺距的增大而减小,随槽深的增大而增大;同时考察了水质硬度、冷水温度、冷水流速及几何参数等对螺旋槽管污垢特性的影响,结果表明,当水质硬度从疞增大到疞时,螺旋槽管表面的污垢热阻随之增大,而当水质硬度达到疞,热阻却出现降低的趋势。当冷水温度为℃时,螺旋槽管的污垢热阻随水质硬度的增大而减小,且污垢热阻随时间的变化趋势与常温时差异较大,污垢热阻稳定值较常温时有所增大。当冷水流速从痵增加到/保菪酃鼙砻娴奈酃溉茸杈峒跣。堑绷魉俅./痵时,某些管的污垢热阻也随之减小。分析认为,污垢热阻随流速成非单调性变化。另外本文还分析了螺旋槽管的几何参数的影响,在相同条件下螺旋槽管的污垢特性随几何参数的变化差异较大。通过比较发现,本实验中螺距,槽深穆菪酃茉谏鲜鎏跫戮哂凶詈玫拇群妥韫感阅堋最后,在相同条件下将螺旋槽管与光管进行了污垢特性对比分析,结果表明:螺旋槽管的几何参数对流场、温度场的影响显著,螺旋槽管的污垢特性均表现不一。在本实验工况范围内,在较高的水质硬度和较高的冷水温度时,螺旋槽管阻垢特性较为明显,┎煌负尾问穆菪酃苋存在促进污垢在换热面沉聚的现象。关键词:传热特性;污垢特性;螺旋槽管;污垢热阻璎
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砰嗍碑“签名:偷际η┟醐:啤关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
、,微生物幼虫,颗粒,藻类等物质,这样的水污垢是一种普遍存在的现象,它广泛存在于自然界、I詈透髦止ひ瞪科学以及表面科学等相关知识。至今人们对污垢问题已经进行了大量的实验研究和理论分析,其中针对】在不同工况的沉积规律的研究较为深入和系统,通过实验测得谕⒙痢⒉恍飧趾蜕粮至植牧虾筒煌诵泄た鱿碌慕刘元帅【】通过研究水系统中微生物和碳酸钙混合垢的形成过程发现,首先是碳酸产过程之中。以其最终的形态可以将污垢定义为:在与流体相接触的固体表面上逐渐积聚起来的一层固态或软泥状物质【。实际中的污垢通常是以混合物的形态存在,它们的成分相当复杂,特定领域的污垢均有特定的成分,且随机性较强。质都具有结垢的诱因。一般工业和生活上常见的污垢是指水垢,主要成分是碳酸钙,碳酸镁等难溶性盐类。第一篇有证可查的关于污垢的文献来自于年抗赜诩尤让嫔系乃瓮耆舴⒑罅粝碌某粱锏墓鄄毂ǜ妗H欢年以前,关于污垢的研究主要集中在水垢现象的观察、影响因素分析、和对策方面,几乎没有污垢影响换热方面的报道。随着能源危机的爆发,能源合理高效的利用己被提上蹋被蝗绕髦械奈酃肝侍庖惨鹆耸澜绱却恃Ы的密切关注【妯】,甋’首次报导了强化换热面及材质对水垢影响的研究,开始了强化传热与污垢之间相互影响的研究。之后众多研究人员开始致力于该领域的研究,并取得了巨大的成果。实践证明:污垢研究是一个多学科的交叉问题,除了传热传质学外,它还涉及到化学动力学、流体力学、胶体化学、热力学与统计物理、微生物学、非线性得出了许多具有共性的结论;甃客ü芯緾在换热表面上的结垢过程,’认为最初结晶反应生成的晶体