换热器污垢的清洗及检验

换热器都存在不同程度的污垢问题，结垢是指在设备系统中与流体相接触的固体表面上逐渐积累起来的那层固体物质，通常以混合物的形态存在。由于污垢运行随运行时间而不断增长，使换热器的传热能力逐渐下降，这就要求周期性地进行清洗并定期进行全面检验。     

新型重力热管换热器传热性能的实验研究

基于常规重力热管换热器难以安装翅片结构以强化管外换热,提出一种新型结构形式的重力热管换热器,该热管由一些并排的矩形通道而不是通常的圆管组成。并建立实验测试平台,进行一系列对比实验,重点分析加热功率、工质充液率、倾角及冷凝段风速对其运行热阻的影响。研究结果表明:加热功率对热管的运行性能有重要影响;当工质充液率约为20%时,热管换热器具有最小运行热阻;在最佳充液率为20%和加热功率为360 W时,运行热阻随倾角的增加有减小趋势,但当加热功率较大时,倾角对热管换热器的运行热阻影响不大;随着冷凝端风速的增加,热管换热器的运行热阻不断减小。     

内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数值模拟

从传热传质的角度建立了内置转子圆管内CaCO3污垢形成过程的数学模型,并进行了相应的数值模拟。计算结果表明,内置转子圆管内的温度场及浓度场都比光管均匀;同一截面处,内置转子后圆管的污垢沉积率和剥蚀率有所降低,光管热阻为内置转子圆管热阻的3～4倍;圆管的污垢沉积率、剥蚀率及热阻随入口浓度的增加而变大。     

单回路脉动热管传热性能的试验

通过对单回路紫铜-水脉动热管在风冷方式和定热流加热条件下,稳定运行时的传热性能的试验研究,得到管壁温度沿管长的变化规律,冷热段均温和温降(或温升)、传热温差、传热热阻随传热功率的变化特性.分析了充液率和管径对热管传热性能的影响.结果表明:冷热段均温、传热温差随传热功率的增加而增大,传热热阻随传热功率的增加而减小;小传热功率时,传热热阻对传热功率、管内径和充液率的变化较为敏感;减小充液率,增大管内径,增加传热功率可明显降低热管的传热热阻;较高传热功率时,充液率、管内径和传热功率对传热热阻的影响较小,影响传热热阻的主要因素是冷却热阻,可通过增加管外径或改善冷却条件来降低传热热阻,提高传热性能.     

整体式微通道换热器的性能分析

为了提升整体式微通道换热器的整体性能，建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型，研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质，并在实验验证模型准确性的基础上，利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明，当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m³/s、冷凝段风量为0.21 m³/s时，换热器的系统整体热阻为0.038 0 m²·K/W；随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加，微通道换热器空气侧的压降增加，整体热阻均降低；微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱，得出在本研究范围内，蒸发段风量取0.45 m³/s、冷凝段风量取0.69 m³/s为宜；随着整体式微通道换热器热管间距的增加，微通道换热器整体热阻呈上升趋势，微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时，微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化...     

石蜡涂层包埋苯扎氯铵的抑垢效果评价

换热器表面的微生物污垢问题,严重影响了非清洁水源换热器系统的换热效率和安全.前期研究提出的新型石蜡涂层方式,利用在线融化和凝固石蜡涂层,实现了换热器的在线清洗.石蜡涂层虽然具有一定抑垢效果,但本身也带来相应附加热阻.本研究将抑垢剂苯扎氯铵包埋至石蜡涂层,用于强化涂层的抑垢效果.污垢挂片实验结果显示,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果显著增强,有效抵消了涂层附加热阻较大的缺点.相比单独使用的石蜡涂层,包埋苯扎氯铵的石蜡涂层抑垢效果增强79%.相比直接使用苯扎氯铵,包埋的苯扎氯铵作用更针对污垢底层,同样抑垢效果下苯扎氯铵用量仅为直接使用的0.6%.     

胶球清洗装置收球率低的原因分析及改进措施

保持凝汽器真空和较小的端差，是提高机组热效率的方法之一。胶球清洗装i[＂-J-~实现在线清洗，具有劳动强度低、安全可靠等优点，成为减小凝汽器端差、提高机组热效率和降低煤耗的有效手段被普遍采用。针对我厂≠≠8机凝汽器胶球清洗装置收球率低的状况，通过对影响收球率的原因进行分析并提出相应的预防措施，以提高胶球清洗装置的清洗效果，保持凝汽器管束的清洁，确保机组安全平稳的运行。     

换热器最小换热面积的稳健性选型设计方法

本文构造了一个含传热面积的稳健性目标函数；介绍了双侧流体温度、流量、污垢热阻值均处于浮动时换热器的选型设计方法，它能搜寻出更多的具有较小换热面积和较大操作弹性的系列标准产品，为制订流量、温度及污垢热阻适宜的操作范围提供参考．     

螺旋折流板管壳式换热器结构特点剖析

在管壳式换热器中,一种流体在管内流动,另一种流体在壳侧流动,并通过换热管壁进行热量交换。管壳式换热器生产成本低,清洗方便,适应性强,处理量大,工作可靠,能适应高温高压,且设计及加工制造方法比较完善。其允许操作压力范围可以从真空到41．5MPa．允许操作温度可以在-100℃—1100℃之间,传热面积几乎不受限制（国外己开发出传热面积达5000—8000m,的管壳式换热装备）。因此,虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位金属消耗量方面无法与板式或板翅式换热器相比,但由于有前述优点,其在化工、石油能源等行业应用中仍处于主导地位,目前在世界范围内占换热器总数的35％－40％。     

管壳式换热器热-磁-流耦合强化换热数值分析

采用Fe₃O₄/水磁性纳米流体和磁场改善管壳式换热器壳程的对流换热性能。通过三维数值模拟，分析了磁性纳米流体体积分数、流率和磁感应强度对管壳式换热器对流换热性能的影响。结果表明，换热器的传热率和强化效应会因为纳米粒子的导热系数和布朗运动而得到提高，但当体积分数大于1%时，提升幅度会逐渐减小并且效能评价系数会降低。相比其他性能强化技术，磁场对磁性纳米流体的作用可以使换热器在压降增加不大的情况下显著提高换热性能；与没有施加磁性纳米流体和磁场的情况相比，磁场下加入了Fe₃O₄/水磁性纳米流体的管壳式换热器的传热率提升最高可达68.2%，而压降只增加了13.8%，与施加了磁性纳米流体而没有施加磁场的情况相比，其传热率的提升最高可达46.7%，而压降只增加了1.96%。磁性纳米粒子本身具有的高导热性质和其布朗运动效应以及磁性纳米流体在垂直均匀磁场的作用下带动壳程流体形成的由内向外的旋流，加剧了对热边界层的扰动和冷热流体的混合，是对流换热性能增强的主要原因，且磁感应强度越大，流体流率越低，磁场对流体综合传热性能...     

塑料换热器在污水源热泵系统中的应用分析

污水源热泵是高效的环保节能系统.污水水质的特殊性使得在回收污水热能时换热设备的选择以及水质对换热设备的腐蚀和结垢都成为其推广的障碍.根据现有的污水源热泵系统换热装置存在的问题,结合塑料换热装置的特点,提出采用塑料换热器代替金属换热器.通过对塑料换热器在腐蚀、结垢、价格等方面与金属热换器的比较,发现其具有明显优势.对塑料换热器阻力、强度、传热性能的分析,证明塑料换热器在污水源热泵中应用是可行的.     

波壁管式换热器内壳侧流体流动与换热特性

传统的直壁管式换热器的换热效率不高,为了增强换热器内流体的换热效率。采用数值模拟的方法对<1-2>型波壁管式换热器内流体的流动与换热特性进行了研究,重点探讨了雷诺数Re与波壁管半径比i对换热器内流体的流动特性、阻力特性、换热特性以及综合换热性能的影响。结果发现,与直壁管式换热器相比,波壁管式换热器内流体的流动状态能够得到较大的改善。波壁管式换热器壳程流体的进出口平均压降比直壁管式换热器低,平均压降最大可降低11.01%,并且发现随着Re的增加,平均压降明显增大,随着i的增加,平均压降略有增大。波壁管式换热器壳程内流体的对流换热系数h_s明显大于直壁管式换热器,h_s最大可增加14.17%。h_s随着Re的增大逐渐增加,而i对h_s的影响不明显。同时发现波壁管式换热器的综合换热性能与雷诺数Re成正相关,而与半径比i成负相关。与直壁管式换热器相比,波壁管式换热器的综合换热性能更强。     

转折角对Z形通道印刷电路板式换热器中二氧化碳流动与换热特性的影响

针对超临界二氧化碳气冷堆核电系统中Z形通道印刷电路板式换热器的优化设计，通过数值模拟研究转折角对印刷电路板式换热器中二氧化碳流动和换热特性的影响规律，分别拟合出摩擦因子和努塞尔数的计算关联式，分析传热过程的热阻，并讨论换热器的综合性能。结果表明，摩擦因子和对流换热系数均随转折角的增大呈抛物线规律增长，在转折角小于20 °时增长较慢。导热热阻占总传热热阻的4.16%～16.02%，并随二氧化碳质量流率和转折角的增大而升高，在印刷电路板式换热器的传热计算中，不应被忽略。随着转折角的增加，通道中努塞尔数的增长幅度小于摩擦因子的增长幅度，传递相同热量的泵送功率增大，但所需换热面积减小，换热器的制造成本下降，实际应用中需进一步通过技术经济分析以选取最佳转折角。为了控制通道中流动阻力占进口压力的比例，转折角以不超过20 °为宜。     

Entransy-dissipation-based thermal resistance analysis of heat exchanger networks

Heat exchanger network optimization has an important role in high-efficiency energy utilization and energy conservation. The thermal resistance of a heat exchanger network is defined based on its entransy dissipation. In two-stream heat exchanger networks, only heat exchanges between hot and cold fluids are considered. Thermal resistance analysis indicates that the maximum heat transfer rate between two fluids corresponds to the minimum entransy-dissipation-based thermal resistance; i.e. the minimum thermal resistance principle can be exploited in optimizing heat exchanger networks.     

温度及流速对板式换热器内城镇二级出水结垢特性的影响

为了解城镇二级出水热能回用中结垢的影响因素,该文以板式换热器内二级出水为研究对象,在热泵工况下对污垢热阻及流动压降进行了现场全周期监测,并着重考查了温度和板间流速对污垢初始形成过程的影响。实验结果表明:污垢形成过程存在起始期、生长期和渐进期,起始期长度为3.5~8 d;温度对于混合污垢形成的影响呈单调性,春夏两季污垢生长旺盛;板间流速决定了"生长"和"剥离"两种作用在污垢形成过程中的竞争关系;该研究可为二级出水板式换热器的优化设计和运行提供指导。     

电磁抗垢强化传热技术的热态实验研究

在自行设计的电磁抗垢实验装置上,对热态工况下低频电磁抗垢(EAF)技术进行了实验考察。结果表明,在外加交变电磁场的情况下,总传热系数及污垢热阻发生了明显的变化,实验结束时污垢热阻下降了61%。不同的电磁场频率导致不同的抗垢效果,在本实验条件下,频率为700Hz时抗垢效果最佳。其他条件不变时,污垢热阻随着水质硬度的降低而减小,且不同流体硬度时污垢热阻的变化趋势均相同。对污垢晶体扫描电镜观察表明,经交变电磁场处理过的污垢晶体结构发生了明显的变化,由致密型易结垢的霰石变为松散型不易结垢的方解石,从而达到抗垢的目的,这一结论与冷态实验研究的结论一致。     

换热器的结垢和清洗

文章简述了换热器结垢的类型和影响因素,分析了常用的除垢方法。     

太阳能土壤源热泵蓄热过程中的数值模拟

建立了太阳能土壤源热泵系统蓄热过程的数学模型,在求解模型时考虑了换热器管壁和土壤的接触热阻,定义了一个综合换热系数;在蓄热量的计算上,把换热器沿深度方向上离散成M份,算出每段的蓄热量相加后得出总换热量。文中采用了有限单元法对地下垂直埋管周围土壤的非稳态温度场进行了数值模拟,分析了换热器周围土壤温度变化的规律。     

内插中心斜杆换热管的换热性能

在热传递技术的被动改进中,在管中使用插入物是当今一种非常普遍并且具有很大实际作用的改进技术。内插中心斜杆换热管可以使管内实现类似于优化流场的多纵向涡旋流,使换热管在流动阻力增幅不大的情况下换热性能得到有效提升。利用数值模拟方法对内插中心斜杆的换热管进行研究,探求斜杆数目、节距、直径等参数的变化对换热、阻力特性的影响。结果发现:内插中心斜杆换热管的换热性能远优于光管的综合换热性能;内插中心斜杆换热管的努塞尔数随着斜杆数量的增多而在一定范围提高,压降随着斜杆数量的增多而增大,斜杆数量为3时,内插中心斜杆换热管的综合换热性能较好;努塞尔数和压降随着节距的增大而减小,斜杆节距为20 mm时,内插中心斜杆换热管的综合换热性能较好;努塞尔数和压降随着斜杆直径的增大而增加,斜杆直径为2.0 mm时,内插中心斜杆换热管的综合换热性能较好。     

城镇二级出水换热表面混合污垢的成分及形貌

城镇二级出水中的致垢成分将导致热能回用过程中污垢的生成。该文在热泵工况下对二级出水在板式换热器内形成的污垢进行了成分及形貌的研究。实验结果表明:热泵工况下,二级出水在板式换热器内形成的污垢是以微生物污垢为主的混合污垢;污垢特性与二级出水的致垢成分存在密切关联;混合污垢表层结构呈空间网状,微生物及其胞外聚合物大量捕获水体中的无机悬浮物,无机悬浮物同时构成了微生物生长繁殖的节点。上述结果为城镇二级出水的热能回用提供必要的基础数据。