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。     

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3.5～8d;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。     

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。     

城镇二级出水污垢起始期生长情况的实验研究

结垢是城镇二级出水热能回用中的关键问题。该文在实验室模拟城镇二级出水板式换热器系统,利用直接称重和表面形貌立体观察相结合的方法,测量污垢在竖直流道内的初始期生长情况,研究流速和温度对污垢生长起始期的关系。实验结果表明:污垢起始期分生长、剥离和再生长3个阶段;流速在较高温度下对污垢生长的影响明显;温度对污垢生长呈单调增加作用,随着流速的增大,此作用更加明显;污垢生长过程中的剥离点随着温度的降低而提前出现。     

苯扎氯铵与次氯酸钠对微生物污垢的抑制效果

城市再生水中含有的细菌等杂质会在再生水源热泵系统的换热表面形成微生物污垢,影响系统的运行效率与安全性能.化学清洗是去除微生物污垢的常用手段,而苯扎氯铵与次氯酸钠是两种常见的杀菌剂.本研究通过向过滤水中加入菌液、葡萄糖等配置人工再生水,进行旋转挂片实验,流动条件下在挂片表面生成微生物污垢,并每天利用不同浓度的苯扎氯铵与次氯酸钠溶液浸泡污垢10min,随后利用精密天平、CLSM、SEM等多种检测方式考察两种杀菌剂的抑垢效果.结果表明,两种杀菌剂均能杀灭微生物污垢内绝大部分细菌,并显著抑制污垢的生长,而且该作用随杀菌剂浓度的上升而增强,但两种杀菌剂的杀菌机理存在不同.     

板式换热器冷却水污垢影响因素权重及结垢机理

通过更换BR0.015F型波纹板式换热器的不同几何参数的板片,改变冷、热水的入口温度与冷却水流量等途径,实验监测了其污垢热阻并测定了水质与运行状况特征参数,以灰色关联分析法计算了几何结构、水质、运行状况等因素对结垢的影响权重。结果表明在这些特征参数中,对结垢影响最大的为流速,最小的为溶解氧。并从流动与传热传质角度简要分析了该波纹板式换热器的几何结构要素(波纹节高比、波纹倾角)影响结垢的机理:波纹节高比的增加导致冷却水中结垢成分沉积且节点处剪切应力减小弱化了污垢剥蚀,最终结垢;波纹倾角的增大,板间流动渐变为"曲折流",故局部沉积增加,垢阻增加,而交叉成的流体漩涡会增强节点处剪切应力、增大其后流速,故节点处的污垢剥蚀加强,垢阻减小。     

非清洁水换热器管内振荡流动除垢性能研究

为了得到非清洁水换热管内振荡流动的除垢性能,研究了有无振荡干预下非清洁水源热泵换热器管内的流动和传热情况。建立恒热流条件下圆管内振荡流动的物理模型,针对不同工况进行数值模拟。模拟结果显示,振荡流动能够明显增大流体对于壁面的剪切力,在5Hz和10Hz情况下能够增大流体和壁面间的平均表面换热系数,1Hz情况下平均表面换热系数变化不明显。在1Hz实验工况下搭建了试验台进行实验研究,实验结果表明,实验工况条件下,振荡对于换热器管内表面换热系数的影响较小,但是剪切力的增大造成部分污垢沉积物脱落,减小了污垢热阻从而使换热器的传热系数增加了22.2%,因此振荡可以作为换热管内除垢的一种有效方式。     

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%.     

换热表面镀银对微生物污垢的生长与形态的影响

银离子溶液对悬浮细菌杀灭作用显著,对由细菌形成的微生物污垢也有明显抑制作用。当前,银离子溶液杀灭作用的研究主要集中在医学领域,对工业领域的换热器表面的镀银方式和微生物污垢形式涉及较少。镀银方式与银离子溶液作用机理有所差别,镀银方式与空间位置关系明显。微生物污垢形式,与菌液中悬浮细菌也有明显差异。该文从镀银对微生物污垢空间形态和重量曲线两方面出发,探讨了镀银抑垢的机理和效果。结果表明:镀银后污垢湿重量和干重量均下降20%以上。污垢底层空洞化,距离材料表面100μm厚度以内污垢中的细胞活性下降。     

微生物污垢对翅片管换热器空气侧换热和压降特性的影响

为了研究翅片管换热器表面微生物污垢对其换热和压降特性的影响,对4种不同污垢程度的翅片管换热器进行了实验.比较分析了不同ReDc下,不同微生物污垢面积的换热器和清洁换热器的换热和压降特性.结果表明:在RReDc较小时,微生物污垢对换热器空气侧换热有一定的增强作用,随着RReDc.的增大,增强作用逐渐减弱;当RReDc1200后,污垢对换热只起到衰减的作用.微生物污垢对压降的影响明显大于对换热的影响.随着RReDc.的增大,污垢压降因子逐渐减小,并且污垢面积越大,减小的趋势越显著.     

微生物污垢的生长模型与受力分析

换热设备表面形成的微生物污垢严重影响了换热效率和系统安全。为了减少微生物污垢,需要研究微生物污垢的生长机理和受力特性。该文采用3维细胞自动机模型,对微生物污垢进行了生长模拟,并模拟了混合菌种的相互抑制。针对微生物污垢形状多样的特点,提出了形状因子的概念,分析了形状因子与受力的关系。该文细胞自动机模型采用了换热设备的代表性菌种——枯草芽孢杆菌和鳗鱼气单胞菌。采用该模型模拟两种菌种的生长机理和相互抑制,结果发现换热设备抑垢应侧重于枯草芽孢杆菌。该文提出的形状因子能较好量化污垢形状,有效地描述了3种典型污垢形状。形状因子简化了污垢形状与受力的关联分析,有助于不同形状污垢的对比。     

板式换热器板片的发展现状研究

换热器是一种热能传递的装置,应用于不同温度下发生热接触的两种或多种流体之间,或固体表面与流体之间,或固体粒子与流体之间的传热过程。近些年,为提高板式换热器的换热效率,对板式换热器的研究从精简换热器体积变为改进板式换热器的板片流到结构。该文主要研究国内外板式换热器的板片研究现状,为今后增大板式换热器换热效率,研究板式换热器板片的流道结构,提供参考依据。     

余热回收系统中板式换热器的热力学分析

目的计算东基集团余热回收系统中电源冷却系统的板式换热器的流程组合,校核该组合的换热量和压力.方法分析基于热泵基础之上的余热回收系统的组成、原理及工况和电源冷却系统中的板式换热器的工作原理、传热过程.运用传热学对板式换热器的传热过程进行分析.根据电源冷却循环水的压力要求确定板式换热器的流程组合,并计算该组合的板式换热器的换热量、总传热系数,校核其换热量和压力.结果板式换热器的流程组合为(2×10)/(2×10),换热量为2.86×105J/s,总传热系数为4 946.21 W/(m2·K).板式换热器在电源冷却系统中的另一个作用是保证进、出口水质要求.结论计算得到的板式换热器的流程组合满足换热量和压力的要求,是可行的.     

翅片型式对空气源热泵机组结霜特性的影响

对使用条缝翅片管换热器的空气源热泵空调器在结霜工况下的动态性能进行了试验研究,用显微照相法测量了不同条件下室外换热器表面的霜层厚度,并与采用平翅片管换热器的热泵样机试验结果进行了比较.结果表明:在结霜初始阶段,条缝翅片管换热器表面霜层增长速度远大于平翅片管换热器,结霜循环周期大大缩短;对于低相对湿度工况,条缝翅片管换热器在结霜过程中出现了一段表面霜层厚度几乎不增长的时间段,使得其结霜周期显著增大;与使用平翅片管换热器的热泵样机不同,使用条缝翅片管蒸发器的热泵机组的制热量及性能系数随环境空气相对湿度的升高而大幅度降低.     

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。     

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。     

凝固换热器凝固换热特性模拟分析

采集凝固热热泵系统为寒冷地区地表水等热能资源的开发利用提供了新思路,其关键设备凝固换热器的换热性能直接关系到热泵系统的供热运行效率.在介绍凝固换热器及其冬季换热工况的基础上,通过定义凝固当量换热系数比等量纲一参数,采用准稳态近似与拟合等方法,对紊流状况地表水凝固换热特性进行了模拟分析,建立了刮冰周期内平均凝固当量换热系数比的统计数学模型.结果表明:入口水温与管壁温度越低、管径与Re越小、管长越大,瞬时凝固当量换热系数比越高,而凝固换热器的平均凝固当量换热系数比在1～4变化.     

地表水源热泵系统冷热源利用的节能评价

分析了地表水源热泵系统的冷却水温度、流量和扬程等因素对水源热泵系统能效比的影响.以空调冷负荷和冷冻水参数作为控制目标,提出了包含水源热泵机组能耗的冷却水系统能效比分析模型.利用该模型分析了地表水直接进入热泵机组的地表水源热泵系统和以板式换热器间接换热的地表水源热泵系统的运行能效.结果显示,冷却水温度变化对能效比的影响大于冷却水系统静扬程变化对能效比的影响.部分负荷工况下冷却水温度为23~24℃时系统能效比达到最大值.     

集中供热中的板式换热器结垢及堵塞问题

论述了板式换热器在使用过程中遇到的结垢及绪塞问题，结合太原市集中供热企业的实际情况，分析了结垢和堵塞形成的原因，并提出了相应的防治措施。     

用吸附聚集x-射线衍射法研究储层结垢情况

建立了一种新的测定垢晶体的实验方法—— 吸附聚集 Ｘ － 射线衍射法．原理是利用晶种物质在各种混合水样中的异相成核作用,加速形成垢晶体,同时利用晶种物质对垢晶体的吸附聚集作用,将垢物质吸附聚集在晶种物质上,通过过滤,将生成的无机垢浓缩聚集在一起,最后通过高精度大功率 Ｘ射线衍射仪分析、检测混合晶种物质的物相成分．该结垢实验方法可以准确地检测出各种混合水样中是否结垢及结垢物质的种类和结垢量的大致范围．