管内CaCO_3污垢形成过程的数值模拟

本文以圆管内 CaCO3 污垢的形成过程为研究对象,从传热传质的角度建立了一个圆管内 CaCO3 污垢形成过程的数学模型,利用化学反应模型对圆管内 CaCO3 污垢的形成过程进行了数值模拟,得到了 CaCO3 污垢的沉积率、剥蚀率以及污垢热阻随时间的变化规律.     

基于概率分析的污垢模型

本文基于污垢形成的随机性,在给定风险水平的条件下,利用概率方法和在污垢形成过程中,污垢热阻达到临界可接受水平的时间遵循分布规律,同时考虑初始污垢热阻影响,推导给出了考虑初始污垢热阻的污垢模型,并用实验验证了模型的可用性。     

换热表面镀银抑制微生物污垢综合分析

换热表面形成的微生物污垢一直是严重影响换热效率和系统安全的重要问题.表面改性是有效抑制微生物污垢生长的措施,镀银又是表面改性手段中效果较好的一类。当前镀银抑垢研究主要集中在非换热表面,如果将镀银措施引入到换热表面,需要分析抑垢效果、换热变化和经济成本的综合问题。本文通过镀银处理的换热流道实验装置,获得镀银处理后有微生物污垢生长的换热装置的热阻曲线和厚度曲线,对镀银换热表面的抑垢效果、附加热阻、耐久度和经济性进行了全面讨论。结果表明,镀银抑垢效果良好,并且可以优化设计镀银抑垢方案,将经济成本控制在合理范围.     

微生物污垢对典型换热器传热影响研究

本文以电厂循环冷却塔塔底黏泥中分离纯化出的致垢微生物铁细菌为实验介质,利用污垢热阻动态模拟实验台,在恒定工况下(水温30℃,流速0.4 m·s-1),动态模拟了光管、缩放管、横纹管三种不锈钢典型换热器微生物污垢形成过程。在分析比较三种典型换热器传热性能的基础上,实验测试了三种换热器的污垢热阻,并对垢样成分进行了分析。结果表明:强化管(缩放管和横纹管)传热性能和抑垢能力优于光管,光管、缩放管和横纹管的污垢诱导期分别为;25 h、40 h和45 h,污垢热阻值为:6×10~(-4)m~2·K·W~(-1)、2×10~(-4)m~2·K·W~(-1)和3×10~(-4)m~2·K·W~(-1),由此表明三种换热管的传热和抑垢能力:缩放管横纹管光管。在铁细菌形成的污垢垢样成分分析中Fe元素含量最多,其次是C,表明循环冷却水中铁含量的多少是污垢形成的重要因素之一。     

基于水质监测的换热器结垢、腐蚀预测模型

为预防水冷凝汽器结垢、腐蚀,本文基于某电厂实际工况,通过循环冷却水水质智能在线监控系统监测的换热污垢特性参数和多个水质参数,利用范数灰色关联法,对于影响循环冷却水系统中换热器污垢、腐蚀的问题因素,进行了关联分析,以获得主要的影响因素作为在线预测模型的输入量,利用基于粒子群算法(PSO)的小波神经网络(WNN)建立了换热器污垢热阻、腐蚀速率的在线预测模型。同时,由模型计算的污垢热阻、腐蚀速率预测值与实际监测值进行了效果对比,验证了预测模型的准确性。     

微粒污垢剥蚀机制研究

本文分析了微粒污垢的形成过程，研究了其剥蚀机制，解释了出现污垢诱导期的原因，并重新定义了微粒污垢的诱导期．利用湍流猝发理论导出了一个新的微粒污垢分析模型，该模型的特点是以易测参数表示污垢热阻．在实验室进行了气侧微粒污垢的实验研究。积累了必要的微粒污垢数据并验证了分析模型的正确性．     

基于(火积)耗散理论的喷淋室内传热传质性能优化研究

基于(火积)理论,在气-水传热传质方程的基础上,建立了立式喷淋室内热学分析模型。利用四阶龙格-库塔方法,对该模型进行了数值求解,分析了不同参数对传热传质过程的影响。结果表明,(火积)耗散热阻用来优化喷淋室内传热传质效果是有效的,(火积)耗散热阻可以用来评价喷淋室参数变化对换热效果的影响,各参数对换热效果影响的显著性按下列顺序依次降低:空气进口温度、空气流量、空气相对湿度、水量、水滴直径、塔高、气流速度、水滴速度。     

基于MP-PIC模型的流化床煤气化过程三维数值模拟

本文以多相流质点网格模型(MP-PIC)为基础,采用欧拉-拉格朗日方法,建立了流化床煤气化过程的三维可压缩数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动,传热传质和相内、相间的化学反应。通过不同操作参数下模拟计算,获得反应器内的流型、气体组分分布、化学反应速率变化等规律。模型计算所得的出口气体组分与实验结果进行了比较,数值模拟与实验吻合。     

CaCO_3在不锈钢光管内结垢特性及其对传热的影响

本文研究了雷诺数Re=600~2600时,CaCO_3析晶污垢在316L不锈钢光管内结垢特性及其对传热的影响,实验结果表明污垢热阻在粗糙度诱导期和污垢生长期的变化规律及粗糙度诱导期随流速先减小后增大。采用称量法获得CaCO_3在不锈钢光管内的结垢质量,得出Re=600~2100时,污垢平均生长速率随雷诺数增加而增大。     

基于微元法的冻干过程模拟计算

为准确预测一次干燥时间,降低能耗,应用准稳态传热传质理论,在考虑干燥层传质能力对干燥速率影响的情况下,建立了基于微元法的传质控制模型。利用循环计算的方法,对模型进行了求解。计算结果表明:所建立的模型能准确地预测冻干过程,模拟值与实验值吻合良好。若对模型进一步完善和修正,对实际应用有一定的指导意义。     

管内污垢监测模型研究

提出了一种基于质量传递理论的监测模型。它不但适应热质同时交换现象,还增加了对单纯质交换的适应性,并且避免了因温差描述产生污垢热阻为负值的特异现象。最后进行了相关正交实验,表明了该监测模型的合理性。     

太阳辐照对静止水面稳态蒸发的影响

针对低风速下静止水面的蒸发过程,考虑水面与气流的对流传热传质、水体对太阳能辐射的容积内光谱吸收及内部传热,建立分析太阳辐照作用的水面稳态蒸发模型.采用控制容积法结合蒙特卡洛法和谱带模型数值求解水体内部、表面、气流之间的能量传递与质交换.分析空气湿度、温度、流速及正逆温差下,太阳辐照强度对于水面蒸发的影响.结果表明,太阳辐照强度对低风速下静止水面蒸发的影响很大.     

静止水滴生成气体水合物的动力学研究

作为喷雾强化方式制备气体水合物的初步研究,本文通过研究静止水滴形成气体水合物过程的传热传质机理,建立气体水合物的生成动力学模型。研究结果表明强化气相与水合物颗粒之间的接触传热对提高水合物的生成速率具有十分重要意义。     

螺纹管内污垢热阻的对比实验研究

本文对一冷却塔中的7根螺纹管进行了长时间污垢实验研究.螺纹管几何参数范围:螺纹数18～45,螺纹角25°～45°,螺纹高0.33～0.55 mm.污垢是颗粒污垢和析晶污垢的混合物.本文基于普朗特类比,引入修正因子β(β=(A_w/A_(wp))/(A_c/A_(cp)),A_w为润湿面积,A_c为截面积,下标p表示光管),对半经验污垢预测模型进行修正,证明了螺纹管内参数对污垢热阻的形成影响很大,并建立了不同结构参数的螺纹管的统一结垢模型,对工程实际有一定指导意义.     

Dielectric Analysis of Dynamic Fouling Behavior on Surface of Polyethersulfone Composite Ultrafiltration Membrane

基于界面极化与静电场理论建立了聚醚砜复合超滤膜表面污染层与溶液体系的介电解析模型. 应用参数敏感性分析和介电测量研究了体系中浓差极化层与滤饼层的厚度与电导率对超滤体系介电弛豫的影响机制. 结果表明超滤过程中浓差极化层能快速建立,而滤饼层的形成是一个增长与剥蚀的动态过程;并且浓差极化层与滤饼层的电学性质是影响超滤体系介电谱的关键因素. 比较介电测量与模拟结果证实了建立的超滤体系介电解析模型能够有效可靠地描述与解释超滤体系产生介电驰豫的机制.     

Prediction and validation of ash sticking probability under fouling conditions in pulverized coal combustion

Under the fouling conditions in stationary coal combustion systems, the sticking/rebound behavior of solid incident particles is a key issue in determining the ash deposition rate. From a dynamic point of view, the bulk fly ash, which dominants the deposited mass, successively interacts with the clean tube, the inner fine deposited layer and the bulk deposited layer during ash deposition. In this paper, we experimentally investigate the time-resolved evolution of ash fouling in a 25 kW coal combustor. The deposited mass flux rapidly reaches a stable state that fluctuates around a mean value of ～3 g/(m²·s) for two kind of probe materials. The rapid initial stage only allows the formation of 1–2 layers of bulk deposited ash, revealing the dominant role of bulk deposit in capturing large incident particles. Inspired by the observation, we apply a 3D adhesive discrete element model (DEM) to fully describe the many-body evolving process subject to the incident events of a 30-µm particle. The simulation agrees well with the experiments when using a higher particle surface energy of 200 mJ/m². The rapidly growing feature of ash sticking probability with increasing the bulk deposit layers can be reproduced in this case, and an empirical formula is proposed. It is also validated that, at the deposit growth stage, the newly-deposited particles stay just where they impact. The effectiveness of the DEM tool shall benefit a fully-validated sticking/rebound model under the fouling condition that is convenient for CFD use.     

煤灰沉积的传热过程模型及其数值研究

计算流体力学（ＣＦＤ）方法的应用在锅炉设计或燃烧设备的改造过程中有着十分重要的作用．本文研究了实际燃烧过程中普遍存在的煤灰沉积现象对数值计算结果的影响，提出了描述煤灰沉积的新型传热模型，比较了新模型采用前后数值计算结果与实测数据的差异，从而验证了该模型的合理性，提高了对炉内积灰、结渣过程数值描述的精度．     

碳酸钙于换热表面结垢影响因素的模拟分析

模拟了主要因素作用下的结垢过程,得到渐进型污垢热阻随时间变化曲线.随着流速的减小,换热表面温度、溶液温度、硬度、碱度、pH值的增大,结垢速率增大,渐进污垢热阻增大.并从污垢形成机理角度分析了各因素对结垢过程的影响.