组合转子抑垢性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangfei223752
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换热设备作为石油化工行业的关键设备,其传热性能的好坏对能源效率、经济效益和环境的影响巨大,而污垢又是影响换热器传热性能的重要因素,所以开发既能抑垢除垢又能强化传热的技术尤为重要。  本文从换热设备污垢机理和解决污垢问题的对策两方面对国内外污垢研究进展进行了梳理;此外,总结了内插件自清洁技术的研究现状,主要包括螺旋弹簧、纽带和组合转子。基于上述研究,本文对组合转子的抑垢性能进行研究。  首先,设计并搭建组合转子污垢实验装置,选用碳酸钙过饱和溶液模拟换热管内析晶污垢的生长过程,研究在不同流速和不同水浴温度下组合转子的抑垢性能。并将螺旋开槽叶片转子与当前应用较为广泛的螺旋纽带的抑垢性能进行比较。实验结果表明,流速增大,抑垢性能增强;水浴温度升高,抑垢性能减弱,但水浴温度对组合转子换热管内污垢沉积的影响较流速影响小。螺旋开槽叶片转子换热管内的污垢渐近值为螺旋纽带的72%,抑垢性能更好,表明螺旋开槽叶片转子在污垢自清洁方面具有较好的应用前景。  其次,以MgO颗粒污垢悬浮液作为循环工质,对比光管与组合转子换热管内颗粒污垢沉积情况,此外,还利用扫描电镜(SEM)获得颗粒污垢的表面形貌,从微观角度分析组合转子的抑垢性能。实验结果表明,相较于光管,组合转子换热管内颗粒沉积少且稀疏,抑垢性能较佳,其中,螺旋三叶片转子抑垢性能更优。  最后,采用数值模拟方法研究不同间距和不同偏心距离的组合转子的抑垢性能,获得颗粒污垢vf在轴向长度的变化曲线。模拟结果表明,无间隔排列的组合转子抑垢性能最好。对于组合转子偏心位置而言,偏心距离的增加使得颗粒污垢vf减小,偏心距离为2mm时,抑垢性能最好。
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