螺旋槽管傳熱特性與污垢特性的實驗研究.pdf

1、污垢作為自然界中的一種普遍現(xiàn)象，廣泛存在于社會生產(chǎn)、日常生活的各個領(lǐng)域，尤其是工業(yè)換熱設(shè)備中。由于污垢的導(dǎo)熱系數(shù)很小，人們在應(yīng)用強(qiáng)化換熱技術(shù)來提高能源利用效率時，必須要考慮到污垢的影響。因此開展強(qiáng)化換熱表面污垢特性的實驗研究具有重要的現(xiàn)實意義。基于此，本文通過實驗考察了不同幾何參數(shù)的螺旋槽管的傳熱特性和污垢特性。 首先，在前人從事螺旋槽管的理論計算的基礎(chǔ)上，選擇可靠的經(jīng)驗公式，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析了螺旋槽管的傳熱特性。理論計算結(jié)果與

2、實驗數(shù)據(jù)對比表明，系統(tǒng)冷熱水的熱平衡誤差均小于10％，實驗系統(tǒng)所得出的數(shù)據(jù)可靠。 其次，在污垢熱阻動態(tài)監(jiān)測實驗臺上，考察了螺旋槽管在不同冷水流速和不同冷水入口溫度時的傳熱效果。實驗表明，螺旋槽管傳熱系數(shù)約為光管的0.94～1.45倍，并且隨螺距的增大而減小，隨槽深的增大而增大；同時考察了水質(zhì)硬度、冷水溫度、冷水流速及幾何參數(shù)等對螺旋槽管污垢特性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)水質(zhì)硬度從300mg/L增大到500mg/L時，螺旋槽管表面的污垢

3、熱阻隨之增大，而當(dāng)水質(zhì)硬度達(dá)到750mg/L，熱阻卻出現(xiàn)降低的趨勢。當(dāng)冷水溫度為44℃時，螺旋槽管的污垢熱阻隨水質(zhì)硬度的增大而減小，且污垢熱阻隨時間的變化趨勢與常溫時差異較大，污垢熱阻穩(wěn)定值較常溫時有所增大。當(dāng)冷水流速從1.2m/s增加到1.64m/s時，螺旋槽管表面的污垢熱阻均會減小，但是當(dāng)流速從1.2m/s減小到0.9m/s時，某些管的污垢熱阻也隨之減小。分析認(rèn)為，污垢熱阻隨流速成非單調(diào)性變化。另外本文還分析了螺旋槽管的幾何參數(shù)的影

4、響，在相同條件下螺旋槽管的污垢特性隨幾何參數(shù)的變化差異較大。通過比較發(fā)現(xiàn)，本實驗中螺距3mm，槽深1mm的螺旋槽管在上述條件下均具有最好的傳熱和阻垢性能。 最后，在相同條件下將螺旋槽管與光管進(jìn)行了污垢特性對比分析，結(jié)果表明：螺旋槽管的幾何參數(shù)對流場、溫度場的影響顯著，螺旋槽管的污垢特性均表現(xiàn)不一。在本實驗工況范圍內(nèi)，在較高的水質(zhì)硬度和較高的冷水溫度時，螺旋槽管阻垢特性較為明顯，阻垢率最高可達(dá)51.9％，然而某些不同幾何參數(shù)的螺旋