在暖通空調(diào)領(lǐng)域,強(qiáng)化換熱管常用來(lái)制成殼管式冷凝器而廣泛應(yīng)用于冷卻塔水系統(tǒng)中。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,強(qiáng)化管表面會(huì)形成污垢,從而影響其換熱性能,而污垢熱阻是強(qiáng)化管的關(guān)鍵參數(shù)之一。以往的光管表面污垢熱阻數(shù)據(jù)不適用于強(qiáng)化管,因此需要對(duì)強(qiáng)化管表面污垢熱阻進(jìn)行實(shí)際測(cè)試研究,為建立強(qiáng)化管表面污垢熱阻與運(yùn)行參數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)式(預(yù)測(cè)模型)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本課題以強(qiáng)化換熱管表面污垢為研究對(duì)象,開(kāi)展了污垢測(cè)試中的去耦分析實(shí)驗(yàn)及不同表面幾何參數(shù)下混合污垢的實(shí)際(非加速)測(cè)試實(shí)驗(yàn),分析了換熱管表面幾何參數(shù)對(duì)污垢熱阻的影響規(guī)律,同時(shí)基于Monte Carlo方法建立了顆粒污垢的初步生長(zhǎng)模型,提出了有效邊界層厚度的概念,并對(duì)顆粒污垢的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行了初步模擬。本文首先詳細(xì)的闡述了已搭建完成的冷卻塔水系統(tǒng)強(qiáng)化換熱管表面污垢測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的工作原理及具體構(gòu)成。開(kāi)展了去耦分析實(shí)驗(yàn),定量分析了流速變化和熱流密度變化對(duì)強(qiáng)化管總傳熱系數(shù)的影響規(guī)律,并以此為基礎(chǔ)提出污垢熱阻的修正計(jì)算公式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)污垢熱阻的準(zhǔn)確測(cè)試。其次,開(kāi)展了中等水質(zhì)濃度下流速為~1.6m/s時(shí)的實(shí)際污垢測(cè)試,確定9根測(cè)試管(8根強(qiáng)化管和1根光管)的污垢熱阻,分析表面幾何參數(shù)對(duì)污垢生長(zhǎng)過(guò)程的影響,確定本次實(shí)驗(yàn)條件下的最優(yōu)表面幾何參數(shù)。通過(guò)對(duì)強(qiáng)化管換熱特性以及水質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè),研究分析了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中冷卻水的水質(zhì)、傳熱系數(shù)、污垢熱阻、水側(cè)壓降法等變化規(guī)律。隨后,基于Monte Carlo方法,通過(guò)合理的簡(jiǎn)化和假設(shè),建立了換熱管表面顆粒污垢生長(zhǎng)過(guò)程的初步物理計(jì)算模型,利用MATLAB軟件,模擬分析了顆粒污垢生長(zhǎng)過(guò)程。該Monte Carlo顆粒污垢生長(zhǎng)模型為后續(xù)混合污垢的模擬提供了參考依據(jù)。最后,基于模擬分析提出了有效邊界層厚度的概念并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證,分析了流速、管徑對(duì)顆粒污垢生長(zhǎng)及有效邊界層厚度的影響。有效邊界層厚度的提出為實(shí)際模擬過(guò)程中存在的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)存大等問(wèn)題提供新的解決方案。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU83
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文冷凍水箱蒸發(fā)器壓縮機(jī)干燥過(guò)濾器儲(chǔ)液罐視液鏡 2冷卻水箱旁通閥過(guò)冷器油分離器視液鏡 1冷卻水TTT溫控器T流量計(jì)壓力傳感器安全閥壓差傳感器殼管式冷凝器測(cè)試強(qiáng)化管膨脹閥水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀冷卻塔室外室內(nèi)溢流補(bǔ)給水箱水位控制器電磁閥 換熱器溫控器電加熱器圖 2-1 強(qiáng)化換熱管表面污垢熱阻測(cè)試平臺(tái)原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文冷凍水箱蒸發(fā)器壓縮機(jī)干燥過(guò)濾器儲(chǔ)液罐視液鏡 2冷卻水箱旁通閥過(guò)冷器油分離器視液鏡 1冷卻水TTT溫控器T流量計(jì)壓力傳感器安全閥壓差傳感器殼管式冷凝器測(cè)試強(qiáng)化管膨脹閥水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀冷卻塔室外室內(nèi)溢流補(bǔ)給水箱水位控制器電磁閥 換熱器溫控器電加熱器圖 2-1 強(qiáng)化換熱管表面污垢熱阻測(cè)試平臺(tái)原理圖

圖 3-1 傳熱系數(shù)隨流速的變化（定熱流密度）圖 3-1 所示，將測(cè)試管實(shí)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行擬合做出趨勢(shì)線，觀察趨勢(shì)線區(qū)間流速范圍內(nèi)，傳熱系數(shù)隨著流速的增加呈線性增大，與理論流速范圍擴(kuò)大時(shí)，流速與傳熱系數(shù)之間并非呈線性關(guān)系[49]。由圖1）9 根換熱管因管內(nèi)幾何參數(shù)不同，其換熱能力有所不同。當(dāng)流5~1.85m/s 時(shí)，7 號(hào)管換熱能力始終最強(qiáng)，9 號(hào)光管換熱能力最弱驗(yàn)條件下，潔凈狀態(tài)的 8 根強(qiáng)化換熱管換熱能力始終都強(qiáng)于光管2）當(dāng)流速為 1.85m/s 時(shí)，5 號(hào)管與 9 號(hào)管傳熱系數(shù)僅相差 8%，可知，當(dāng)流速繼續(xù)增加，9 號(hào)光管的換熱能力即將大于 5 號(hào)強(qiáng)化換勢(shì)線僅在 1.35~1.85m/s 流速范圍內(nèi)成立，因此光管的換熱能力能流速影響較小的強(qiáng)化換熱管還需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3）對(duì)于不同的測(cè)試管，流速變化對(duì)其傳熱系數(shù)的影響不同。當(dāng)增長(zhǎng)到 15%時(shí)，9 根測(cè)試管傳熱系數(shù)增長(zhǎng)范圍為 10%~23%，傳熱系16%，其中 7 號(hào)管傳熱系數(shù)增長(zhǎng)最大為 23%，因此本文提出“敏感即某一因素變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響作用，其中影響作用越大，敏
【參考文獻(xiàn)】

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1 徐志明;朱新龍;楊蘇武;張一龍;劉坐東;;翼型渦發(fā)生器的布置對(duì)換熱及污垢特性的影響[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年15期

2 徐志明;張一龍;王景濤;劉坐東;;兩種陰離子對(duì)析晶污垢沉積的影響[J];化工學(xué)報(bào);2015年06期

3 徐志明;王磊;王景濤;張一龍;劉坐東;;過(guò)飽和與不飽和硫酸鈣溶液污垢特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];化工機(jī)械;2014年05期

4 徐志明;朱宏娟;張一龍;;直角彎管硫酸鈣污垢沉積特性研究[J];東北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

5 張冠敏;李冠球;李蔚;黃濤;任毓程;;板式換熱器內(nèi)顆粒污垢預(yù)測(cè)模型與實(shí)驗(yàn)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2013年09期

6 張仲彬;李煜;徐志明;;基于馮·卡門(mén)類(lèi)比的強(qiáng)化管污垢模型及抗垢機(jī)理[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年10期

7 姚華;李冠球;李蔚;張政江;楊善讓;徐志明;;基于普朗特類(lèi)比的多種強(qiáng)化管內(nèi)污垢數(shù)據(jù)分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2011年03期

8 李冠球;李蔚;張政江;張巍;徐志明;;基于馮-卡門(mén)類(lèi)比建立螺紋管內(nèi)顆粒污垢模型[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年03期

9 徐志明;張仲彬;程浩明;;管內(nèi)CaCO_3污垢形成過(guò)程的數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年12期

10 李蔚;張巍;李冠球;張政江;秦新安;王鐵坤;徐志明;;螺紋管內(nèi)污垢熱阻的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年09期

本文編號(hào)：2879000