非清潔水冷熱源換熱管內(nèi)振蕩流動(dòng)與換熱的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、開發(fā)利用低品位可再生性清潔能源前景廣闊,是當(dāng)今能源、建筑和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中,污水源熱泵系統(tǒng)可以利用污水中的低品位熱能為建筑物供暖空調(diào)并提供生活熱水,具有高效節(jié)能和環(huán)保效益顯著的特點(diǎn)。但是,污水中含有各種雜物,在換熱過程中會(huì)形成污垢熱阻,使系統(tǒng)換熱效率大幅下降。本文通過對(duì)熱泵換熱器振蕩流動(dòng)與換熱進(jìn)行數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究,提出一種新的熱泵換熱器在線防除垢技術(shù),以改善系統(tǒng)的換熱性能。
  首先建立了圓管內(nèi)湍流振蕩流動(dòng)與換熱的

2、物理數(shù)學(xué)模型,對(duì)圓管內(nèi)湍流振蕩流動(dòng)與換熱進(jìn)行了數(shù)值模擬,采用CFD軟件對(duì)管內(nèi)流速呈正弦規(guī)律變化的流體流動(dòng)與換熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)湍流流動(dòng)狀況、壁面平均對(duì)流換熱系數(shù)和壁面剪切力進(jìn)行了分析,研究了流體入口速度、振幅、頻率對(duì)壁面平均對(duì)流換熱系數(shù)和壁面剪切力的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)流體為牛頓流體時(shí),振蕩流對(duì)圓管湍流換熱無影響;當(dāng)流體為非牛頓流體時(shí)流體振蕩可以強(qiáng)化換熱,并且可以大幅提高最大壁面平均剪切力的數(shù)值,起到一定的防除垢效果。
 

3、 然后開發(fā)了一種非清潔水熱泵換熱器在線防除垢裝置,該裝置利用電動(dòng)回轉(zhuǎn)換向閥內(nèi)閥板的周期性轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)入兩個(gè)換熱器內(nèi)流體流量的周期性變化,產(chǎn)生振蕩流體。并且以青島某實(shí)際工程為基礎(chǔ)搭建了熱泵換熱器振蕩流動(dòng)與換熱實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究了振蕩流動(dòng)對(duì)系統(tǒng)換熱效果的影響。在實(shí)驗(yàn)工況條件下,振蕩流動(dòng)對(duì)管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)影響很小,但是振蕩流動(dòng)可以造成部分污垢沉積物的脫落,起到了一定的除垢作用,使換熱器傳熱系數(shù)增加了22.2%。流體振蕩不僅可以抑制換熱器內(nèi)污垢的

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