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《换热器结垢工况下换热系数变化的分析研究_高明》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、研究与探讨换热器结垢工况下换热系数变化的分析研究高明,孙奉仲,黄新元,史月涛,王乃华(山东大学能源与动力工程学院,山东济南250061)摘要:介绍了换热器污垢热阻的数学模型,包括污垢沉积模型和剥蚀模型。分析了换热器结垢工况下的换热系数的变化,重点研究了时间、流体雷诺数Re和流体污垢界面温度Ts对换热系数K的影响,以及在结垢诱导期内换热系数K的变化。得到了冷却水流速与污垢热阻之间的关系式,界面温度Ts与污垢热阻和换热系数之间关系的示意图,并得出了诱导期内的换热系数K大于结垢过程的其他四个阶段的结论。最
2、后,阐述了分析结果对工程的实际指导意义。关键词:结垢;模型;换热系数;热阻中图分类号:TK124文献标识码:A文章编号:1004-3950(2003)04-0009-05VariationofheattransfercoefficientanditsmathematicmodelforheatexchangersinconditionsoffoulingGAOMing,SHUNFong-zhong,HUANGXing-yuan,SHIYue-tao,WANGNa-ihua(School
3、ofEnergy&DynamicEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abstract:Thispaperintroducesthemathematicmodelofheatexchangersfoulingresistance,includingdepositmodelandcorrosionmodel.Andanalyzeschangeofheattransfercoefficient,emphasizingtostudytheeffect
4、oftime,ReandsurfacetemperatureTstoheattransfercoefficient,andthevarietyofheattransfercoefficientininducementperiod.Thengettingtherelativeformulaofcircularwatervelocityandfoulingresistance,thesketchmapofsurfacetemperatureTsandfoulingresis-tance,heattransfe
5、rcoefficient.Inaddition,drawingtheconclusionthatcomparedtootherperiod,inducementperiodsheattransfercoefficientishigher.Finally,thepaperexpoundsthedirectionmeaningtofactualproject.Keywords:fouling;model;heattransfercoefficient;heatresistance和老化五个阶段。其中污垢形成
6、的起始阶段也称0前言为诱导期或延迟时间,如图1中TD所示。结垢是一种极为普遍的现象,它存在于自然界、日常生活和各种工业生产过程,特别是各种传热过程中。换热器的结垢将形成污垢热阻,导致总传热系数的下降,从而使换热过程中的热效率降低,还因其减小了流道截面,增大了介质流动阻力而使泵的耗功增加,因而增加换热面的维护费用,严重时甚至会造成设备的停运,由此造成一系图1污垢热阻随时间变化曲线列的经济损失。大量观测表明,清洁换热面与不洁净流体接本文通过推导结垢过程的数学模型,着重讨[1]触后,污垢热阻随时间的变化如
7、图1几种形式。论换热设备结垢后换热系数的变化情况。其中1为线性增长型,这种换热器运行很短时间后就需要停机清洗。2为降率型,污垢热阻随时1结垢曲线间呈抛物线关系增加,但其增长率逐渐下降,这种污垢的形成过程包括起始、输运、附着、剥蚀换热器运行时间长一些。3为渐进型,污垢热阻收稿日期:2003-05-30作者简介:高明(1978-),男,山东莱芜人,山东大学能源与动力工程学院,硕士研究生。2003能源工程-9-研究与探讨[3]随时间呈渐近线关系增加,但最终达到并保持某有关,关系式为:一常量。但是实际
8、测量的污垢随时间的变化并不wmfmr=B0(5)规则,而是像4那样的锯齿型。而且有的清洁换热面和不洁净流体接触后,几乎立即就观测到污其中w与流体的雷诺数和壁面的粗糙度有[4]垢热阻的出现,如图1中虚线1A、2A、3A所示;更关。多的情况是接触后一段时间内才有污垢产生。f2即:w=u2-0.252结垢过程的数学模型摩擦系数f=0.0792Re2[2]式中:w流体在固体表面的剪切应力,N/m;根据Kren和S
