内置转子强化管抗污垢性能数值模拟.pdf

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1、第23卷第2期计算机辅助工程Vo1．23No．22014年4月ComputerAidedEngineeringApr．2014文章编号：1006—0871(2o14)02-0061．05DOI：10．13340／j．cae．2014．02．O12内置转子强化管抗污垢性能数值模拟张震，阎华，丁玉梅，关昌峰，杨卫民，(北京4L．-Z-大学a．机电工程学院；b．有机无机复合材料国家重点实验室，北京100029)摘要：采用数值模拟方法研究光管及内置螺旋叶片转子强化管的抗污垢性能，得到换热管颗粒污垢体积分数分布，研究流体流速对强化管抗污垢性能的影响．

2、结果表明：与在相同条件下的光管相比，强化管管内沉积的污垢明显减少；由于颗粒自身重力影响，底部沉积的污垢体积分数高于换热管顶部；随着流体流速的增加，强化管底部的颗粒污垢体积分数有所减小，顶部的颗粒污垢体积分数有所增大，并且强化管的颗粒污垢体积分数不断趋近于入口处设置的颗粒污垢体积分数．关键词：螺旋叶片转子；颗粒；污垢；流速；数值模拟中图分类号：TK172．4文献标志码：BNumqe,ricalsi~mudlationonaanti-dirtpDerf[ormance0flenhancedtubewithrotorsZHANGZhen，YANH

3、ua，DINGYumei，GUANChangfeng，YANGWeimin，(a．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering；b．StateKeyLaboratoryofOrganic—InorganicComposites。BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract：Theanti．dirtperformanceoftheplaintubeandtheenhancedtubewithhelicalblade

4、rotorsiSstudiedbynumericalsimulationmethod．thedirtparticlevolumefractiondistributionoftheheatexchangetubeiSobtained．andthentheeffectoftheflowvelocityontheanti—dirtperformanceoftheenhancedtubeiSstudied．Theresultsindicatethat．comparedwiththeplaintubeunderthesameconditions．th

5、edirtintheenhancedtubedecreasessignificantly；duetothegravityeffectoftheparticle，theparticlevolumefractionatthebottomofthetubeiShigherthanthatatthetopofthetube：withtheincreaseoftheflowvelocity，theparticlevolumefractionatthebottomoftheenhancedtubedecreasesandthatatthetopiner

6、eases．andtheparticlevolumefractionoftheenhancedtubeapproachesthatsetattheinlet．Keywords：helicalbladerotor；particle；dirt；flowvelocity；numericalsimulation0引言的一些固态物质．⋯在烧碱蒸发器、制糖、造纸、污水处理和海水淡化等工业领域的换热设备中，换热换热设备中的污垢是指流体中的组分或杂质在壁面存在的结垢现象较为普遍．换热面上结垢不仅与之相接触的换热表面上逐渐沉积附着而积累起来恶化换热设备的传热

7、性能，增大金属材料的消耗，而收稿日期：2013—06—20修回日期：2013—07．14基金项目：国家科技支撑计划重大项目(2011BAA04B02)作者简介：张震(1987一)，男，山东新泰人，博士研究生，研究方向为工业节能及高效换热，(E．mail)zzandmll@163．cornhttp：／／www．ehinaeae．cn62计算机辅助工程2014丘且污垢层增厚会减小流体的流通截面积，增大流体入口发展段研究区域阻力．此外，换热面上结垢还会引起换热面的局部腐入口出口蚀甚至穿孑L，严重威胁换热器的安全运行．为此，国内外研究学者开发多种强

8、化传热及自清洁技术，主图2几何模型要包括螺旋线圈、螺旋弹簧、螺旋纽带和液轮机等，Fig．2Geometricmodel如图1所示的组合转子强化传热及自清洁装置是基1．2控制方程于