【廣告】
運(yùn)用熱力學(xué)能耗分析法,分析了管殼式污水換熱器中軟塘的厚度對(duì)換熱強(qiáng)度、流動(dòng)壓降及其有效能損失的影響。通過工程實(shí)例,揖出了中等流速對(duì)系統(tǒng)節(jié)能和經(jīng)濟(jì)性都有利,而當(dāng)流速較低時(shí)需進(jìn)行及時(shí)除塘。對(duì)沉浸式污水換熱器的堵塞、結(jié)塘和腐燭問題進(jìn)行了研究,建立了沉浸式污水換熱器的傳熱模型,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性;在污水流量變化的情況下,分別測(cè)試了沉浸式換熱器在冬、夏季的傳熱系數(shù)。而管殼式換熱器的流動(dòng)傳熱特性是評(píng)價(jià)其結(jié)塘、池漏的關(guān)鍵,也是進(jìn)行有效預(yù)測(cè)的前提條件。
實(shí)測(cè)結(jié)果表明,采用高密度聚乙稀管的沉浸式污水換熱器單位長(zhǎng)度的傳熱量約為100kw搭建板式換熱器冷卻水污據(jù)熱阻實(shí)驗(yàn)臺(tái),測(cè)得不同對(duì)間、流速和溫度下天然循環(huán)冷卻水(松花江水)中鐵離子、氯離子、細(xì)菌總數(shù)、值、溶解氧、池度、電導(dǎo)率等水質(zhì)參數(shù),隨機(jī)取一組實(shí)驗(yàn)的水質(zhì)參數(shù)作為輸入變量,建立換熱器冷卻水污振熱阻預(yù)測(cè)的偏二乘回歸模型,對(duì)板式換熱器的污塘熱阻進(jìn)行預(yù)測(cè)。年,徐志明、李煌等人對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究了不同工況冷卻水入口溫度、流速下板式換熱器松花江冷卻水污拒特性,將污拒熱阻與這兩種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了灰色關(guān)聯(lián)分析,并就運(yùn)行參數(shù)對(duì)其結(jié)塘的影響逐一作了機(jī)理分析。換熱器體積巨大,換熱管直徑與換熱器長(zhǎng)度的比值小,利用CFD前處理軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格處理困難,網(wǎng)格數(shù)量太多,對(duì)計(jì)算機(jī)配置的要求非常高。。
采用的模型為大慶油田分公司原穩(wěn)站生產(chǎn)用油一油管殼式換熱器,內(nèi)部流通介質(zhì)為,內(nèi)部含有細(xì)沙等雜質(zhì),這些雜質(zhì)也是導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部結(jié)垢的主要因素。對(duì)于管殼式換熱器,換熱管直徑相對(duì)很小,數(shù)量眾多,容易發(fā)生堵塞和結(jié)垢,而且對(duì)換熱管的清洗和更換十分困難,管殼式換熱器管程內(nèi)部的流通介質(zhì)為比較清潔的流體。在本課題中,根據(jù)大慶油田分公司產(chǎn)量,原穩(wěn)站管殼式換熱器殼程入口速度在之間,根據(jù)物性和模型尺寸,計(jì)算得出換熱器殼程的雷諾數(shù)之間,所以換熱器殼程內(nèi)部流動(dòng)為層流,多相流模型選為混合模型,混合物模型可用于兩相流或多相流(流體或顆粒)。綜合油一油管殼式換熱器此特點(diǎn),本課題著重研究換熱器殼程側(cè)的結(jié)垢。
根據(jù)大慶油田分公司原穩(wěn)站油一油管殼式換熱器實(shí)體結(jié)構(gòu)尺寸,該換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,折流板、換熱管數(shù)量眾多,換熱管直徑0.032m,殼程直徑1.4m,換熱器長(zhǎng)度為1 Om。換熱器體積巨大,換熱管直徑與換熱器長(zhǎng)度的比值小,利用CFD前處理軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格處理困難,網(wǎng)格數(shù)量太多,對(duì)計(jì)算機(jī)配置的要求非常高。當(dāng)換熱器傳熱進(jìn)行一段時(shí)間后換熱器內(nèi)的殼側(cè)溫度會(huì)達(dá)到飽和出現(xiàn)沸騰,沸騰產(chǎn)生的大量蒸汽在換熱器的“尖角”處聚,會(huì)對(duì)換熱器內(nèi)流體的傳熱和流動(dòng)特性產(chǎn)生影響。
管殼式換熱器運(yùn)行過程中的速度矢量分布,在換熱器運(yùn)行過程中,換熱器殼程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川頁(yè)著折流板走向,換熱器殼程內(nèi)砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之間變化,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向換熱器殼程內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)方向的背部,固體砂的速度矢量值,大約為0. I m/s。這是由于折流板的阻擋作用,降低了砂的速度。當(dāng)砂粒徑較大更容易在速度降低區(qū)域形成砂沉積,衛(wèi)比砂粒徑0.2m m時(shí)更為明顯。DeBF和CatalanoLA等人近提出一個(gè)新型沉浸粒子換熱器,它使用非常小的固體顆粒作為中間媒介來執(zhí)行兩個(gè)氣體在不同的溫度之間流動(dòng)的熱傳導(dǎo),開發(fā)了一種一維模型的理論計(jì)算換熱管長(zhǎng)度,確保規(guī)定的熱交換和評(píng)價(jià)粒子特性的影響。當(dāng)砂粒徑為0.4mm,換熱器運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),管殼式換熱器殼程入u處的含砂率較高,大約在so%左右,殼程整體砂體積變化范圍在5%-20%之間,由于本次分析的砂粒徑較大,為0.4mm,故在殼程折流板根部有少量砂沉積,但沉積區(qū)占整個(gè)殼程的體積分?jǐn)?shù)低于5%。