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换热面固液两相流除垢数值模拟与实验研究 被引量：2
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作者 陈霄 杨启容 +1 位作者 吴荣华 王勇 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期818-826,共9页
换热器的工程应用广泛,但换热面结垢问题会造成管道堵塞,能耗增加,为经济有效地解决该问题,将固液两相流除垢技术应用到换热器的防、除垢中。通过数值模拟方法,研究了沙粒对管道壁面的剪切力、壁面磨损及传热系数的提升情况。研究发现,... 换热器的工程应用广泛,但换热面结垢问题会造成管道堵塞,能耗增加,为经济有效地解决该问题,将固液两相流除垢技术应用到换热器的防、除垢中。通过数值模拟方法,研究了沙粒对管道壁面的剪切力、壁面磨损及传热系数的提升情况。研究发现,随着流速的增加固体颗粒对壁面的磨损率先降低后增加,沙粒对管道的最大的磨损率出现在90°弯头处且最大磨损率随着沙粒直径的变大增长明显;在未加入沙粒时,正常换热器流速下,管道内壁面所受的切应力平均为16.8 Pa,加入沙粒后壁面剪切应力平均值为158.4 Pa,超过污垢所能承受的100 Pa剪切力,可有效除垢。在相同的速度下,在流速0.6~2 m×s^(-1),加入颗粒后,其表面传热系数的提升为2.6%到23%。以畅通式污水换热器作为流态化除垢强化换热实验台,对换热器流态化除垢强化换热进行实验研究。实验研究表明,将固液两相流流速提升到0.87 m×s^(-1)时,成功实现了95%的直径为2~3 mm的沙粒在线循环清洗,与理论计算的0.85 m×s^(-1)扬动流速几乎吻合。随着沙粒体积分数的增大,其除垢效果越好;沙粒体积分数为6%时,运行24 h后,传热系数提高了25.6%。当污水流速为扬动流速且沙粒体积分数为4%时,既可减小沙粒对壁面的磨损,又可保证高效除垢效率。 展开更多
关键词 污水换热器 流态化除垢 强化换热 磨损
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