换热面固液两相流除垢数值模拟与实验研究

• 作者: 吴荣华 杨启容 王勇 陈霄
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 污水换热器 流态化除垢 强化换热 磨损
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 传递现象与单元操作
• 页码范围: 818-826
• 页数: 9页
• 分类号: TK09
• 字数: 3824字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2017.04.009

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王勇	青岛大学机电工程学院	17	119	8.0	10.0
2	杨启容	青岛大学机电工程学院	46	245	7.0	14.0
3	吴荣华	青岛大学机电工程学院	28	120	6.0	9.0
4	陈霄	青岛大学机电工程学院	3	10	2.0	3.0