經(jīng)過表面處理的蒸發(fā)器傳熱及防除垢研究.pdf

1、在實(shí)際沸騰換熱過程中,換熱面上很容易生成污垢.污垢的存在,會使換熱器的傳熱效能降低,流動阻力增大,能耗和物耗增加,并帶來嚴(yán)重的安全隱患.研究表明,污垢的形成和污垢與傳熱表面之間的附著力有關(guān),而附著力的大小和材料表面的表面能密切相關(guān),表面的表面能越大,附著力就越高.因此降低傳熱表面的表面能可在一定程度上使附著力減少,從而降低壁面污垢的形成概率.通過表面處理技術(shù)對換熱表面進(jìn)行表面處理,可降低傳熱表面的表面能. 由于采用表面處理技術(shù)對

2、傳熱表面實(shí)施表面處理,既由于所處理之表面厚度極薄,不會對換熱表面熱阻產(chǎn)生不良影響,又可達(dá)到降低表面能的效果,故本文作者在對換熱表面上污垢形成的機(jī)理及目前的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上,采用液相沉積法對傳熱表面進(jìn)行處理,對所獲得的處理表面的表面能、接觸角、薄膜厚度等進(jìn)行了測量和表征,得到了薄膜厚度和表面能的關(guān)系.研究結(jié)果表明對加熱面進(jìn)行一定的表面處理,可降低表面的表面能,并且薄膜處理厚度越薄,表面能越低.在本文所用的流動沸騰實(shí)驗(yàn)裝置中,應(yīng)

3、用自行開發(fā)的數(shù)據(jù)微機(jī)自動測試采集系統(tǒng),對表面有不同厚度二氧化鈦薄膜的加熱面的傳熱和抗垢性能進(jìn)行了研究. 研究結(jié)果表明,在傳熱實(shí)驗(yàn)中,與未處理表面相比,當(dāng)處理薄膜厚度為1587nm時(shí),加熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值是未經(jīng)過表面處理表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值的106﹪～114﹪,當(dāng)薄膜厚度為141nm時(shí),加熱表面的傳熱系數(shù)值是未處理表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)值的110﹪～144﹪；在防垢實(shí)驗(yàn)中,薄膜厚度為14lnm加熱表面的傳熱系數(shù)隨時(shí)間幾乎不發(fā)生變化,薄膜厚度為158

4、7nm加熱表面的薄膜厚度的傳熱系數(shù)隨時(shí)間稍稍有所下降,而未經(jīng)過表面處理的表面的傳熱系數(shù)隨著時(shí)間的變化迅速下降.經(jīng)過處理的加熱面的傳熱和防垢效果優(yōu)于未經(jīng)過表面處理的表面,并且薄膜越薄的表面的傳熱和防垢效果越好.這是由于表面經(jīng)過表面處理,使得加熱表面的表面能降低,從而減小了表面的潤濕性,污垢與表面的附著力變小,因此傳熱和防垢效果好.此外,在本文中還考察了操作參數(shù)如熱通量、主體流速等對傳熱和防垢的影響.隨著熱通量的增加、主體流速的增加,傳熱系