自转塑料螺旋齿管自动清洗及传热强化技术

针对数量最多的低流速传热设备的污垢问题 ,研究了具有自动清洗和传热强化双重功能的塑料螺旋齿管自动清洗新技术 ,运用质点系动量矩原理对其结构设计原则进行了理论分析 ,并且设计了三种不同结构的螺旋齿管。试验研究结果为 :内管直径较大为好 ,螺旋角常存在一个最小值。与自转清洗的塑料螺旋扭带相比 :2 0 60型螺旋齿管的自动清洗力矩增大 141% ,传热系数平均提高 5 0 %左右 ,流体阻力仍在工程应用的一般范围内。因此 ,该技术可以用于 0 2 5m/s以上的低流速传热设备的自动清洗防垢和传热强化 ,具有很高的推广应用价值     

齿带强化加热室自然循环蒸发器的优化设计

自然循环蒸发器的结构设计以动力矩强化能够低流速自动清洗和以强化的自然循环推动力替代强制循环泵为优化目标.研究建立了进入管内斜齿扭带自转动力矩理论计算式,由此得到蒸发器加热室结构优化设计的原则是加热管Ф38×3×2000的立式短管加热室结构,管内安装宽度26mm、斜角35°、齿距60mm的斜齿扭带.以自然循环推动力计算式为理论基础,得到蒸发器自然循环推动力强化的沸腾室结构优化设计原则是较大深度、较大横截面、出口部形状逐渐扩大.按此原则结构设计的蒸发器的试验研究表明,齿带加热室传热系数提高了171%—91%、阻力在7000Pa以下、循环母液的进出口温度可以提高3℃左右,自然循环推动力可以达到12000Pa以上,显著地高于自然循环阻力;自然循环流速可以稳定在0.80m/s以上、甚至更高,斜齿扭带能够可靠地连续自转清洗防垢.因此,这种蒸发器能成功地解决传统蒸发器周期性停车清洗和强制循环泵高电耗两大难题,为蒸发生产企业创造很高的经济效益.     

蒸发器的自动清洗技术可行性试验

模拟试验中,根据结晶动力学原理,在管内以冷却降温形成过饱和溶液的方法来制造人为的模拟结晶盐垢.试验结果表明,通过循环流动的溶液带动加热管内的螺旋扭带旋转可实现蒸发器自动清洗,能够满足一般蒸发器的要求,达到连续生产的目的.     

蒸发器的自动清洗技术可行性试验

模拟试验中 ,根据结晶动力学原理 ,在管内以冷却降温形成过饱和溶液的方法来制造人为的模拟结晶盐垢。试验结果表明 ,通过循环流动的溶液带动加热管内的螺旋扭带旋转可实现蒸发器自动清洗 ,能够满足一般蒸发器的要求 ,达到连续生产的目的。     

自转塑料纽带的电厂冷凝器自动清洗效益

简要介绍了污垢对电厂冷凝器真空度和出力的严重影响,叙述了自转塑料组带的污垢自动清洗原理,模拟试验证明自转纽带的清洗除垢能力强,足以满足传热设备的清洗防垢要求.以电厂汽轮机的凝汽器污垢清洗为例,定量分析了不同厚度污垢对传热系数的影响幅度,举例计算采用自转塑料纽带清洗技术可以创造的高效益.     

水冷器污垢连续自动清洗的节电节水技术研究

对用户生产现场的水冷器污垢和冷却水进口分布状况及污垢导热性的特点分析表明 :国内立式水冷器普遍低效运行的主要原因是污垢得不到及时清除 ,其次是各管冷却水量的分配太不均匀。用在线、连续、自动清洗防垢的自转扭带 ,并配套具有冷却水调匀功能的管口轴承是一种有效的解决办法 ,初步的工业应用试验结果表明节水节电的综合效益较高     

烧结型多孔管在NaCl溶液中的传热与结垢特性

采用强化传热因子、临界循环量和临界结垢浓度等分析方法,研究了烧结型白铜多孔管与白铜光滑管在NaCl溶液中的传热与结垢特性。建立了多孔管在NaCl溶液沸腾传热过程中气泡努塞尔数与气泡雷诺数、普兰特数和溶液浓度之间的关联式。结果表明:与光滑管相比,烧结型多孔管在不同浓度的溶液中都能明显提高其沸腾传热系数,最大可达到3.3倍。NaCl溶液的质量分数只要低于临界结垢质量分数,多孔管都具有抗垢性能。该关联式与实际情况相符,能较好地预测多孔管在NaCl溶液中的传热性能。     

双层膜结构对MBR中膜过滤性能与污染物去除的影响

膜生物反应器(MBR)是污水处理领域具有巨大应用前景的新技术之一,但膜污染是影响MBR稳定运行的关键问题．为控制膜污染、延长MBR的有效运行周期,该研究提出了一种双层结构的膜元件,并分析这种新型膜元件对有机物、氨氮去除效率和过膜通量变化的影响．结果表明,与传统单层膜元件进行比较,装备双层膜元件的MBR中过膜压力上升较为缓慢,压力跃升点的出现明显得到延迟,膜过滤稳定运行周期延长了120%．荧光原位染色和膜面胞外聚合物测定的结果都显示,双层膜结构可以有效控制可逆和不可逆的膜污染．同时,双层膜元件能显著提高有机物、氨氮和总氮的去除率．总体上,双层结构的膜元件对于控制膜污染、提高出水水质具有积极作用．     

管内纵向涡强化换热的阻力特性

为探讨管内纵向涡强化换热的阻力特性,通过理论分析和实验研究,分析了管内雷诺数以及涡发生器的安放位置、间距、高度等参数对管内阻力的影响,得到了管内阻力的拟合公式,并列出图表进行比较分析,进而得到了管内纵向涡发生器强化传热的规律和阻力特性,结果表明：在同一雷诺数下,阻力系数随间距的变化呈一次线性关系;间距相同时,较高的发生器高度对雷诺数较大时的传热有更显著的强化效果;小于纵向涡影响区域的间距设置对于强化换热是不可取的。     

基于多相流模型的纳米流体在水平细圆管内强制对流换热数值模拟

运用2种多相流模型模拟了纳米流体在细圆管内的强制对流换热特性,并与已有文献的实验值和传统流体经验公式的计算值进行对比.其中,采用混合模型和欧拉模型分析了雷诺数、纳米颗粒体积分数等物理量对换热特性的影响.结果表明:在纳米颗粒体积分数较低时,模拟值与其实验值及经验公式的计算值相差不大;随着纳米颗粒体积分数增加,其非常规的流体特性逐渐突出,当纳米颗粒体积分数达到一定值时,常规的流体经验公式已不再适用,纳米流体换热呈现出一定的多相流特性,且多相流模型的模拟值更接近于其实验值,表明运用多相流模型能够模拟纳米流体的换热特性.     

螺纹管管内流动与传热的数值模拟

采用数值模拟的方法对螺纹管管内的流动与换热情况进行了研究.针对不同槽深螺纹管在不同雷诺数下内部的速度矢量场进行了对比分析,详细研究了螺纹对管内两种流动方式及其对流动和换热的影响.研究结果表明,随着槽深e的增加,旋流不断加强,减薄边界层,涡流引起的扰动也逐渐增强,并加强了管内流体径向混合,因而强化了螺纹管的换热能力.但是当槽深e继续增加到一定程度时,旋流的增强主要集中于对换热影响较小的中心区域,而对换热影响较大的壁面附近的变化很小,这时旋流对换热的强化影响很小;此时涡流核心区又会逐渐形成死流,从而弱化换热,并且随着槽深e的增大,死流区逐渐扩大.     

R－12蒸气在三维内翅管中凝结流动的传热及流阻特性

报道了Ｒ－１２蒸气在三维内翅管中的流动冷凝实验，结果表明：与光滑面相比，Ｒ－１２蒸气在三维内翅管中的凝结换热系数增加了１０７％，而流阻只增加了１８％，并对此进行了相应的分析，建立了预测传热性能和流阻的关联式。     

波纹管内强制对流换热与阻力特性的实验研究

用实验方法研究了空气在具有3种不同管径19、25、32mm的波纹管内的流动与换热特性。管的外壁采用电加热，来模拟均匀热流的条件，测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数，拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式，并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果，发现无论在哪种比较条件下，波纹管均比相同管径下的光管综合换热性能强。     

旋流器与旗形插入件的联合强化传热研究

实验研究了管内同时设置旋流器和旗形动态插入件时油类介质的换热及流阻特性。旋流器为长１００ｍｍ、丝径１．５ｍｍ、节距４ｍｍ的螺旋线圈。旗形件数目为１￣３片。实验表明，上述复合强化手段集中了两种元件的优点：换热系数高而阻力损失不大，且在层流区和紊流区都得到了强化。实验范围内综合判据之值高达２．７６。     

微通道中球窝/球凸强化传热特性研究

为了解决微机电系统高热流密度的散热问题,采用数值方法对在宽度为50μm、高度为200μm的矩形截面微通道内布置球窝/球凸结构的传热特性进行了研究,通道的Re为100~900,流向间距为1.5到3.5倍的球窝直径,同时研究了球窝/球凸的叉排和顺排对微通道传热特性及流动规律的影响.结果表明:在微通道内布置球窝/球凸后,Nu与光滑微通道的Nu0比值为1.28~4.77,其数值基本和常规通道范围一致;范宁摩擦系数f同光滑微通道的f0比值范围为1.11~2.04,上限与常规通道的一致,下限较之常规通道的小.随着Re的增加,Nu/Nu0和f/f0近似线性增加;相同Re下,叉排的Nu/Nu0和f/f0大于顺排;相同排列方式下,随着流向间距的减小,Nu/Nu0和f/f0增加.叉排的热性能明显优于顺排;微通道中布置球窝/球凸的节能效果明显优于常规通道中布置球窝/球凸的情况.