【摘 要】
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污垢沉积在各种工业生产中普遍存在,污垢在各种换热设备表面的沉积导致了换热效率的大幅降低,造成了巨大的资源浪费和高额的经济损失,同时使得换热设备运行的风险大大上升。污
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污垢沉积在各种工业生产中普遍存在,污垢在各种换热设备表面的沉积导致了换热效率的大幅降低,造成了巨大的资源浪费和高额的经济损失,同时使得换热设备运行的风险大大上升。污垢沉积是工业界和学术界一直十分关注但又没有有效解决方法的问题之一,在过去的40多年里作为传热方面未被解决的主要难题,污垢问题受到了人们的相当重视,而在众多的污垢类型中,结晶垢又是最具有决定性影响的污垢之一。据此,本文以碳酸钙结晶污垢为对象,开展污垢在圆管内换热面上的生长特性实验研究,旨在获得污垢在其表面的生长规律和特性,进而增进对换热表面污垢生成机理的认识。论文研究内容包含:污垢实验台建设;污垢生长实验;热面上污垢生长特性的电镜扫描(SEM)分析;换热面上污垢生长特性的表征。实验中采用不锈钢管和玻璃管作为测试管,由于在实际工况下污垢的沉积具有多样性,复杂性和污垢生长周期长等特性,所以在实验室条件下,采用人为制造严重结垢条件的方法来缩短实验的周期。论文结果表明:在实验的初始阶段,污垢在管壁上的附着呈星点状分布,随着实验的进行,壁面上的污垢附着逐渐增多,污垢附着变密,最终完全覆盖壁面;上述污垢生长特性对传热造成的影响是在实验的起始阶段,传热系数先下降,后增加,再次下降的趋势,溶液中碳酸钙浓度越高,起始阶段所需时间越短;污垢热阻增长率随时间先为正值,后为负值,再为正值;在不锈钢管表面污垢晶体为斜六面体形态的方解石和针状的文石,而在玻璃管表面的污垢晶体外形发生了扭曲,呈棉花状;单位面积上晶体分布密度随时间增加,在实验的前120h晶体的平均尺寸随时间在一定范围内波动变化,溶液浓度200mg/L时,晶体尺寸在6-15μm范围内随时间先减小,后增大,再减小,溶液浓度50mg/L,晶体尺寸在11-21μm范围内随时间先增大,后减小,再增加;随浓度的增大单位面积上晶体中的针状文石增多,斜六面体的方解石减少,晶体的平均尺寸降低。
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