板式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究.pdf

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1、第14卷第1期热科学与技术Vo1.14NO.12015年2月JournalofThermalScienceandTechnologyFeb.2015文章编号:1671—8097(2015)01—0019—07IX)I:10.13738/j.issn.1671—8097.2015.O1.004板式换热器黏液形成菌生物污垢特性的实验研究徐志明,王景涛,贾玉婷,王丙林,陈洋,张一龙(1.东北电力大学能源与工程学院,吉林吉林132012;2.华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206)摘要:为探讨黏液形成茵在板式换热器里的结

2、垢规律,对不同流速、温度及体积分数下黏液形成菌在板式换热器内的污垢特性进行了实验研究。结果表明:随着流速的增加,黏液形成菌的污垢热阻渐近值逐渐减小;随着温度的升高,黏液形成茵结垢的诱导期缩短,并且达到稳定的时间增加,在实验温度范围内,污垢热阻渐近值在35℃时最大;而随着细菌体积分数的增加,污垢热阻值呈现明显幅度的增长。关键词:板式换热器;黏液形成菌;生物膜;污垢特性中图分类号:TK172文献标识码:A松花江水中分离的黏液形成菌对不锈钢管式换热0引言器污垢热阻的影响,得出了细菌总数、pH值等多生物污垢是EpsteinL1按照污垢

3、形成的物理、种水质参数与污垢热阻之间的关系。张晓等[8以化学过程进行分类中的一种。在换热器中,生物海洋水中常见的枯草芽孢杆菌和大肠杆菌为研究污垢的存在,不仅会使传热恶化,增加流体阻力,对象,研究了环境因素(温度、盐度等)和基底材料而且生物污垢的黏附性,使得与其他污垢形成的对细菌附着影响。结果表明,环境因素对细菌附混合污垢问题更加突出。另外,有些微生物还会着形成生物膜有显著的影响,这对控制船舶和海对传热表面造成腐蚀,影响换热器的安全。由于洋工程中的生物污损有一定指导意义。生物种类繁多,检测技术的限制,对于生物污垢形板式换热器是一

4、种新型高效的换热器,因其成的机理一直是学者们共同的课题。Melo和特殊的结构而被广泛关注。Geni~等[g运用实验Bott[2对水系统中多种微生物在传热表面形成生的方法测定了8种板式换热器的污垢系数并分析物膜的发展机理及形成机制进行了描述,并研究了影响污垢生成的因素,为区域供暖系统板式换了诸多因素,包括流体速度、温度、颗粒等对生物热器的设计提供数据和技术支持。Ainslie等[10]膜的增长及稳定的影响,Vrouwenveldr等[3研究针对结构紧凑,管路复杂的板式换热器中的污垢了生物膜的累积对水流速度的影响。结果表明水问题,

5、通过实验的方法,提出了一种效果明显、利流速度分布受到生物膜积聚的显著影响。国内对用率高、适合广泛推广和利用的除垢方法:冰浆除于生物污垢也进行了深入的研究,并取得了显著垢法。徐志明等n“利用实验和数值模拟相结合的成果。刘天庆等[4-5]和李香琴等[6利用荧光假的方法,研究了板式换热器的传热传质特性、阻力单胞菌在壁面的动态结垢过程,分析了壁面材料特性及松花江水、析晶污垢及颗粒污垢在板式换的表面粗糙度、表面能等因素对生物污垢形成的热器中各自的结垢特性,同时还对各自的影响因影响。同时还研究了荧光假单胞菌与碳酸钙混合素进行了分析和探讨。

6、李冠球口5]阐述了板片几垢的形成过程,结果表明,混合垢的形成受到材料何参数、不同的流动参数及污垢种类对板式换热表面的性质、流体流速及碳酸钙的饱和程度的影器传热传质特性的影响。响。于大禹等[7]利用动态模拟实验装置,研究了本文针对工业循环冷却水中常见的一种细收稿日期:2014-03-19:修回日期:2014—06-26.基金项目:国家自然科学基金资助项目(51076025).作者简介:徐志明(1959一),男,教授,博士生导师,主要研究节能理论与技术、传热设备的污垢与对策和强化传热.E—mail:xuzm@mail.nedu.e

7、du.C/1热科学与技术第14卷菌,黏液形成菌在板式换热器中的结垢特性进行1OsI研究,为进一步的阐述生物污垢的形成机理提供9li~17一定的理论依据。lI一曲ll51实验系统、原理及实验过程234疚8(221.1实验系统简介7①一235e6板式换热器冷却水动态污垢模拟系统如图1所示。整个系统由三个循环系统构成:其中低温1板式换热器;2低温介质水箱;3低温介质循环循环系统由冷水箱,低温介质循环泵,电磁流量泵;4旁通阀;5冷侧流量平衡阀;6冷侧流量计;7冷水进口温度;8冷水进口压力表;9冷水出口压计,压差变送器及Ptl00热电阻

8、组成;高温水浴循力表;lO冷水出口温度;11散热器;12空冷循环环系统是由高温水箱,电加热器,高温介质循环泵;13风冷却器;14空冷水箱;15恒温水箱;泵,涡轮流量计,压差变送器及热电阻组成;冷却16电加热器;17高温介质循环泵;18涡轮流量计;系统包括冷却水箱,风冷却器,空

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