收藏本站
《华北电力大学(河北)》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

换热表面污垢特性的研究

张仲彬  
【摘要】: 换热设备污垢是工业生产中普遍存在的问题。由于污垢形成过程极其复杂,影响因素众多,而且污垢严重影响传热效率,造成能源的极大损失和浪费。因此,成为传热学界十分关注而又没能完全解决的主要问题之一。本文对换热表面的碳酸钙污垢进行了较为系统的研究。概括起来主要有以下几方面工作: 首先,建立了污垢实验台,采用对比实验的研究方法,测试了四种强化管(弧线管、波纹管、缩放管Ⅰ和缩放管Ⅱ)在清洁状态下的传热特性和阻力特性,分别得出管内强制对流换热关联式和阻力关联式。然后利用配置不同硬度的人工硬水或添加氧化镁颗粒的溶液作为循环工质,在相同流速、管外水浴温度、管内工质入口温度的条件下,分别对上述四种强化管与各自对应光管进行了污垢特性的对比实验,得出了各自污垢热阻和诱导期随时间的变化关系。实验结果表明,四种强化管具有结垢速度慢、诱导期长、污垢热阻渐近值小等优点,而且在结垢前后都具有良好的强化传热性能。 其次,本文对几种材料表面的粗糙度、接触角、表面能、材料表面与液体之间的界面能进行了测量和计算。考察了上述几种表面特性参数对污垢形成的影响。同时,对几种不同固体材料表面在清洁和结垢条件下作了图像分析。研究结果表明材料表面特性对污垢形成有较大影响,材料的表面能越低,污垢沉积量越小。而粗糙度、接触角、固体材料与液体间的界面能对污垢形成的影响没有找到明显规律。 最后,本文应用计算流体力学软件,对圆管内的CaCO_3污垢形成过程进行了数值模拟。根据CaCO_3的浓度变化,得到CaCO_3析晶污垢的沉积率、剥蚀率随时间的变化规律。在不考虑污垢诱导期的情况下,得到污垢热阻随时间的变化规律。模拟结果和实验数据吻合得较好,证实了模拟结果的可靠性。
【学位授予单位】:华北电力大学(河北)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TK12

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 江楚遥;梁彩华;张小松;;冷水机组变流量性能预测模型与实验研究[J];东南大学学报(自然科学版);2014年02期
2 林冰;;换热器污垢及阻垢研究的现状[J];山东化工;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 乔宁;传热金属表面腐蚀结垢行为模拟及防腐阻垢技术研究[D];北京化工大学;2010年
2 韩崇刚;大型火力发电水冷机组凝汽器强化传热关键技术研究[D];北京化工大学;2012年
3 许萍;市政再生水补水的电厂循环冷却水系统微生物特征及控制技术研究[D];北京交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 潘虹;循环冷却水污垢对策等级评价技术研究[D];东北电力大学;2011年
2 曹迎军;基于电导率检测的静—动态结晶吸附研究[D];东北电力大学;2011年
3 陈宁;紫铜基片上液相沉积二氧化硅薄膜地热水防垢防腐特性[D];天津大学;2010年
4 程可辉;江水源热泵换热器污垢动态特性及其影响规律研究[D];重庆大学;2011年
5 张翠翠;循环水的结垢监测以及有机污水处理方法研究[D];华中科技大学;2011年
6 刘震;螺纹表面混合污垢结垢特性的实验研究[D];北京工业大学;2010年
7 李松;电磁场对换热管管侧碳酸钙垢的作用效果研究[D];东北电力大学;2013年
8 王磊;水质参数对圆管硫酸钙污垢特性的实验研究[D];东北电力大学;2014年
9 叶朝曦;Ni-P化学镀改性换热表面阻垢特性试验研究[D];华东理工大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阎康平;陈匡民;;Ni-P-PTFE化学复合镀工艺及镀层性能研究[J];材料保护;1993年05期
2 刘天庆,李香琴,于瑞红,孙相玉;表面材料性质对生物垢形成过程的影响[J];大连理工大学学报;2002年02期
3 徐志明,杨善让,郭淑青,赵贺,齐冰;电站凝汽器污垢费用估算[J];动力工程;2005年01期
4 朱玉兰,柴井峰;从管材的选择谈凝汽器的发展[J];电站辅机;1998年04期
5 邓永生,何瑜,郝斌;纯钛管在我国电站的应用[J];腐蚀科学与防护技术;2001年S1期
6 余存烨;海水凝汽器传热管的选材与防护[J];腐蚀与防护;1997年03期
7 徐志明,杨善让,孙灵芳,刁彦华,张海林,翟国冬;波纹管污垢特性的试验研究[J];工程热物理学报;2001年04期
8 徐志明,甘云华,张仲彬,杨善让;弧线管传热与污垢性能的实验研究[J];工程热物理学报;2004年03期
9 孟继安,陈泽敬,李志信,过增元;交叉缩放椭圆管换热与流阻实验研究及分析[J];工程热物理学报;2004年05期
10 曾敏;石磊;陶文铨;;波纹管管内层流流动和换热规律的实验研究及数值模拟[J];工程热物理学报;2006年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵海;张教强;季铁正;杨满红;寇开昌;;离子注入技术改性聚酰亚胺薄膜的研究进展[J];工程塑料应用;2011年07期
2 赫海灵;;地板辐射采暖双向散热系统夏季供冷分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
3 江建刚;硬质合金粉末喷涂试验[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年03期
4 王小范,姚建华,张群莉;激光表面堆焊技术的应用及展望[J];兵器材料科学与工程;2005年04期
5 简中华;马壮;王富耻;曹素红;;热喷涂铜基W涂层工艺性能研究[J];兵器材料科学与工程;2007年02期
6 全贞花;陈永昌;王春明;李兵;;绿色复合阻垢剂PASP/POCA的抗垢强化传热实验研究[J];北京工业大学学报;2006年12期
7 肖金花;钱才富;王凤林;;波纹管对高黏度介质的强化传热研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年01期
8 周伟;赵宇光;;在钛合金表面制备Al-Si涂层的方法及其高温抗氧化性[J];北京科技大学学报;2007年02期
9 吴坤湖;李卫平;刘慧丛;朱立群;;地热水环境中PTFE/PPS复合涂层表面CaCO_3垢成核行为[J];北京科技大学学报;2010年10期
10 尚彦芝;蔡晓君;刘湘晨;张建军;肖涤;欧阳子劲;张圆圆;张文喜;;化工设备黑色聚合物污垢清洗剂的实验研究[J];北京石油化工学院学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩廷亮;罗韦因;刘钧泉;;镀后处理技术与研究发展动态[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
2 王虹;何国庚;田奇琦;;纳米氟碳涂层对污垢诱导期的影响[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 金艳梅;刘赵淼;;液体涂覆中褶皱形成的影响因素及防治措施[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
4 于凤坤;陈志强;郝建军;马跃进;;等离子喷涂电源的发展状况和趋势[A];第十二次全国农机维修学术会议论文集[C];2005年
5 康瑜;蔡金金;李帅伦;马跃进;;热喷涂技术在农机曲轴修复中的应用[A];第十三次全国农机维修学术会议论文集[C];2007年
6 高宏宇;钱才富;;曲面弓形折流板换热器壳程压力降的数值模拟[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
7 徐志明;张进朝;;圆管内CaSO_4析晶污垢模型与数值模拟[A];第十一届全国电工数学学术年会论文集[C];2007年
8 钱苗根;潘建华;;真空镀层与有机涂层的复合及其应用[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年
9 乔景慧;王泽红;韩跃新;印万忠;袁致涛;;硫酸钙晶须制备过程中料浆浓度对产品直径的影响[A];第十届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文专辑[C];2004年
10 兰忠;宁佳;石静;白涛;于庆杰;马学虎;;氟硅低聚物杂化疏水表面的盐水污垢特性[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺士晶;核动力装置参数优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 霍旺;石灰石—石膏湿法脱硫过程的吸收、氧化及结晶机理研究[D];浙江大学;2009年
3 朱登亮;槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化[D];华东理工大学;2011年
4 冯是军;含氟聚合物的合成及其作为生物防污涂层的应用[D];东华大学;2010年
5 蒋夫花;大型轴流管壳式换热器中的深度换热[D];华南理工大学;2011年
6 田华;基于制冷剂减量及替代的制冷热泵系统关键技术理论和实验研究[D];天津大学;2010年
7 吴锋景;3C镁合金在模拟汗液中的腐蚀行为与防护技术研究[D];重庆大学;2011年
8 高焕方;镁合金环保型化学转化膜制备及其性能研究[D];重庆大学;2011年
9 侯峰;Ni-P-纳米SiO_2化学复合镀层制备及耐蚀和冷凝性能强化研究[D];华东理工大学;2011年
10 王立昆;高质量单晶立方相MgZnO薄膜的生长制备器件特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 张阿莉;等离子束表面冶金高硅涂层研究[D];山东科技大学;2010年
3 朱利文;常压酸化法制备无水硫酸钙晶须工艺研究[D];山东科技大学;2010年
4 梅丹平;丝胶蛋白/磷酸钙盐复合材料的制备工艺研究[D];浙江理工大学;2010年
5 潘明利;重组胶原蛋白调控钛表面仿生矿化的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 石帅;滑油冷却器强化传热及小型化技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王刚;窄扁管水—水换热器流动与传热特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 相珺;激光束扫描方式对40Cr表面改性层组织性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 侯经纬;喷雾蒸发—低温蒸馏集成海水淡化设备研究[D];中国海洋大学;2010年
10 安云玲;掺硼金刚石薄膜表面的氨基终端修饰的研究[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鹿雯;;胞外聚合物EPS对污泥理化性质影响研究[J];环境科学与管理;2007年05期
2 陈迪;刘丹;刘咏;;Fenton试剂处理难降解垃圾渗滤液的研究[J];环境科学与管理;2010年01期
3 成奇明;张树京;;概率神经网络回归、判别与聚类[J];北方交通大学学报;1993年04期
4 齐云格;;电磁阻垢新技术研究[J];包钢科技;2008年03期
5 陈永昌;马重芳;刑晓凯;陈小砖;;换热表面结垢过程及机理的实验研究[J];北京工业大学学报;2005年S1期
6 何亮;乔宁;熊蓉春;魏刚;;环氧琥珀酸共聚物的制备及对硫酸钡的阻垢作用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年02期
7 李五勤;张军;;北京市再生水利用现状及发展思路探讨[J];北京水务;2011年03期
8 刘天庆;徐敦颀;;换热器表面防垢新方法的研究[J];表面技术;1993年05期
9 杨邦朝,陈金菊,韩丽坤;纳米技术在表面处理中的应用[J];表面技术;2003年03期
10 李永红;张雪峰;齐丽英;迟金宝;许艳梅;;电磁法与化学法处理高炉冷却水比较[J];内蒙古科技大学学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 张茜;陈振宇;郭兴蓬;;利用原子力显微镜和电化学方法研究十二胺在碳钢表面的吸附行为[A];2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议论文集[C];2006年
2 张静玉;;对天津地热水腐蚀结垢控制途径与效益分析[A];第三次全国地热学术会议论文选集[C];1989年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏为华;多指标综合评价理论与方法问题研究[D];厦门大学;2000年
2 孟继安;基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用[D];清华大学;2003年
3 王崧;纤毛状肋和插入物的传热强化研究[D];清华大学;1999年
4 张琳;内置旋转扭带强化传热机理及清洗动力学研究[D];南京理工大学;2006年
5 鲁照玲;近中性CO_2饱和盐水溶液中缓蚀剂在碳钢表面吸附和缓蚀行为的研究[D];华中科技大学;2007年
6 王子云;长江水源热泵换热器研究[D];重庆大学;2008年
7 罗凡;低温等离子体改性碳材料吸附性能的研究[D];浙江大学;2009年
8 曹生现;冷却水污垢对策评价与预测方法及装置研究[D];华北电力大学(河北);2009年
9 程延海;改性换热表面污垢形成及凝结传热研究[D];山东大学;2009年
10 李锋祥;换热器管程组合转子强化传热研究与结构改进[D];北京化工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周利民;添加剂对硫酸钙结晶过程的影响[D];天津轻工业学院;2000年
2 张小霓;电导率法评定阻垢剂及碳酸钙结晶动力学研究[D];武汉大学;2004年
3 赵春梅;模拟苦咸水中铜腐蚀行为的研究[D];北京化工大学;2000年
4 穆秀春;基于统计回归的污水处理出水水质的软测量研究[D];浙江工业大学;2005年
5 吴智慧;电磁抗垢装置的研制及抗垢机理的实验研究[D];北京工业大学;2005年
6 吴志高;胞外聚合物(EPS)对污泥沉降性能的影响及其在生物除磷中的作用研究[D];重庆大学;2006年
7 郭鹏;微生物对碳钢海水腐蚀的影响[D];中国海洋大学;2006年
8 董梅;垃圾渗滤液的混凝预处理研究[D];天津大学;2005年
9 王益;高频电磁水处理及其控制技术研究[D];上海交通大学;2007年
10 王红;经过表面处理的蒸发器传热及防除垢研究[D];天津大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 白阿香;魏刚;乔宁;;表面处理对镍基合金加热管腐蚀行为的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2012年03期
2 刘昌云;宋进朝;;地热水管道结垢规律研究[J];腐蚀科学与防护技术;2012年06期
3 张震;杨卫民;阎华;丁玉梅;关昌峰;;内置转子强化管管内流体流动行为[J];北京化工大学学报(自然科学版);2014年04期
4 何长江;李芳;张震;何立臣;阎华;杨卫民;;凝汽器管程组合转子运行寿命分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);2014年05期
5 何立臣;关昌峰;贺建芸;何长江;阎华;杨卫民;;内置转子圆管内液体流动的PIV测量[J];过程工程学报;2014年05期
6 曹生现;孙于;;循环冷却水污垢垢样中各元素含量的机理解释[J];全面腐蚀控制;2012年05期
7 郭龙江;李威;秦国顺;吉树鹏;李树军;杨肖曦;;松南气田气井结垢分析与预测研究[J];石油化工高等学校学报;2014年05期
8 邹龙生;谢加才;周伟国;陈德珍;;水平管降膜蒸发器综合传热系数研究[J];中国电机工程学报;2011年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘义达;换热器金属表面行为对其析晶污垢生成特性的影响研究[D];山东大学;2011年
2 白阿香;Incoloy800和Incoloy840镍基不锈钢加热管腐蚀行为与防护方法研究[D];北京化工大学;2011年
3 柴峰;江水源热泵换热器污垢研究[D];重庆大学;2012年
4 周伟东;地热水板式换热器微纳米涂层表面防腐防垢性能研究[D];天津大学;2012年
5 彭威;凝汽器强化传热的数值模拟与实验研究[D];北京化工大学;2013年
6 王磊;水质参数对圆管硫酸钙污垢特性的实验研究[D];东北电力大学;2014年
7 谭旋;群体淬灭细菌对循环冷却水系统中水质和微生物成膜及多样性影响研究[D];重庆大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 商福民,毕庆生,张志正,孙石,石久胜,韩凤毅;波纹管与光管流体传热特性对比实验研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2003年03期
2 郎逵;波节型换热元件的实验研究[J];东北大学学报;1995年04期
3 干昌琦,田鹤年;凝气器漏入空气量的计算与试验研究[J];电站辅机;2000年03期
4 王岱珂,陈捷;等离子体共聚合反应的初步探讨[J];辐射研究与辐射工艺学报;1988年02期
5 王迅,门出正则,李惟毅;底部封闭竖直狭窄矩形通道自然对流沸腾的临界热流密度[J];工程热物理学报;2001年S1期
6 徐志明,甘云华,张仲彬,杨善让;弧线管传热与污垢性能的实验研究[J];工程热物理学报;2004年03期
7 孟继安,陈泽敬,李志信,过增元;交叉缩放椭圆管换热与流阻实验研究及分析[J];工程热物理学报;2004年05期
8 王建国,徐志明,周立群,杨善让;缩放管污垢性能的实验研究[J];工程热物理学报;2005年04期
9 张建文,张政;螺旋内翅片管内充分发展流体流动与传热的数值分析[J];高校化学工程学报;1999年02期
10 颜岩,肖玉吉,陈泽,彭晓峰;强化管内沸腾换热实验研究[J];工业加热;2001年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 任晓光;在池沸腾和流动沸腾装置中处理表面上硫酸钙结垢过程研究[D];大连理工大学;1999年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈永昌;马重芳;刑晓凯;陈小砖;;换热表面结垢过程及机理的实验研究[J];北京工业大学学报;2005年S1期
2 В.И.Уmаков ,Б.Н.Сопин ,А.А.Глушаков ,杨乐之;压缩机后冷却器换热表面的确定[J];压缩机技术;1973年02期
3 全贞花;陈永昌;马重芳;;碳酸钙于换热表面结垢的传热与传质模型[J];中国科学(E辑:技术科学);2008年05期
4 杨倩鹏;田磊;常思远;史琳;;换热表面镀银抑制微生物污垢综合分析[J];工程热物理学报;2014年02期
5 张从宪;传热管换热表面的技术经济选择[J];动力工程;1986年02期
6 高明,孙奉仲,曲超,史月涛,王妮妮;不同换热管表面抗垢性能的试验[J];山东大学学报(工学版);2005年05期
7 蔡梅英,符鑫尧,范旭东,陆继东;流化床埋管表面局部空隙率测试装置的研制[J];华中理工大学学报;1991年01期
8 陈维汉,孙毅;关于换热器两侧换热表面最佳匹配的讨论[J];华中理工大学学报;1997年05期
9 张仲彬;王丙林;李煜;徐志明;;换热表面污垢热阻影响因素的评价研究[J];中国电机工程学报;2014年02期
10 陈东芳;唐大伟;胡学功;;流量、换热表面方向对光滑表面喷雾冷却的影响[J];工程热物理学报;2010年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张仲彬;换热表面污垢特性的研究[D];华北电力大学(河北);2009年
2 程延海;改性换热表面污垢形成及凝结传热研究[D];山东大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 叶朝曦;Ni-P化学镀改性换热表面阻垢特性试验研究[D];华东理工大学;2014年
2 杨鑫;碳钢换热表面耐蚀抗垢镀层的制备与性能研究[D];东北大学;2010年
3 李红霞;基于冯卡门类比的换热表面污垢沉积的数值研究[D];浙江大学;2013年
4 宁佳;强化换热表面盐水污垢特性的研究[D];大连理工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026