水平管循环流化床换热器防、除垢的实验研究

论文摘要

换热设备的防、除垢问题是学术界及工业界普遍关注的课题。将多相流态化技术引入防、除垢过程,通过在换热装置中加入一定种类、浓度、粒径的惰性固体颗粒的方法来达到防、除垢和强化传热的目的,取得了显著的效果,具有广阔的应用前景。本文对水平管液固循环流化床换热器的防、除垢和强化传热性能进行了研究,考察了操作参数对其防除垢和强化传热的影响,提出了最佳工艺条件,并利用Matlab语言实现了数据的可视化。实验结果表明,惰性固体颗粒的加入不仅大大地延缓了结垢,达到了防除垢的目的,而且强化传热效果显著。加入固体颗粒体积分率越大,强化传热效果越明显;颗粒循环流量越大传热系数越高;热通量大时传热效果好。最后通过建立线性回归模型,得出了水平流化床换热器膜传热系数及压降关联式,以指导工程实践。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• §1-1 换热设备的污垢研究进展
• 1-1-1 污垢研究现状
• 1-1-2 结垢类型
• 1-1-3 结垢过程
• 1-1-4 结垢机理
• §1-2 换热表面防、除垢技术
• 1-2-1 污垢的测试方法
• 1-2-2 设计阶段应采取的措施
• 1-2-3 抑垢技术
• 1-2-4 除垢技术
• §1-3 多相流防除垢技术的研究进展
• 1-3-1 液固流化床换热器
• 1-3-2 液固两相流的研究进展
• 1-3-3 液固循环流化床的研究进展
• 1-3-4 水平液固两相流的研究现状
• 1-3-5 多相流强化传热和防、除垢技术的研究与发展
• §1-4 本文的工作内容
• 第二章 实验设计
• §2-1 实验原理
• §2-2 实验装置及流程
• 2-2-1 主要实验装置简介
• §2-3 测试系统及数据的采集
• 2-3-1 测试系统
• 2-3-2 数据采集系统
• §2-4 实验参数的测定与计算
• 2-4-1 主要测量参数
• 2-4-2 实验参数的计算
• §2-5 实验工质及惰性固体粒子的性质
• §2-6 实验内容
• 2-6-1 水平管液固循环流化床换热器防垢研究
• 2-6-2 水平管液固循环流化床换热器强化传热研究
• §2-7 主要实验步骤
• 2-7-1 实验进行前的准备工作
• 2-7-2 实验步骤
• §2-8 实验数据的可视化
• 第三章 实验结果与分析
• §3-1 水平管循环流化床换热器防、除垢性能
• 3-1-1 无颗粒时硫酸钙结垢行为
• 3-1-2 颗粒的除垢效果
• 3-1-3 颗粒存在时硫酸钙结垢实验
• 3-1-4 固体颗粒对结垢过程的影响
• §3-2 硫酸钙的结垢规律研究
• 3-2-1 无颗粒时硫酸钙的结垢规律
• 3-2-2 固体颗粒作用下硫酸钙的结垢规律
• 3-2-3 测试管壁温的变化规律
• 3-2-4 硫酸钙结垢过程分析
• §3-3 影响液固循环流化床膜传热系数的主要因素
• 3-3-1 液固两相流膜传热系数与颗粒体积分率的关系
• 3-3-2 液固两相流膜传热系数与循环流量的关系
• 3-3-3 液固两相流膜传热系数与热通量的关系
• 3-3-4 颗粒粒径对液固两相流膜传热系数的影响
• §3-4 测试管段压降变化
• 3-4-1 压降随颗粒初始加入量及表观流速的变化
• §3-5 小结
• 第四章 流化床膜传热系数及压降关联式
• §4-1 膜传热系数影响因素及关联式
• §4-2 管路压降的关联式
• §4-3 误差分析
• 4-3-1 方差分析
• 4-3-2 实验误差分析
• 第五章 结论
• 建议
• 参考文献
• 附录A 无颗粒时流化床传热数据
• 附录B 颗粒体积分率为 0.75%时流化床传热数据
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果