污垢對(duì)能量傳遞過(guò)程影響的機(jī)理研究及其應(yīng)用.pdf

1、積垢或污染是自然界中一種極為普遍的現(xiàn)象，也是環(huán)境中的一個(gè)重要問(wèn)題之一。污垢的存在給換熱設(shè)備帶來(lái)了一系列的經(jīng)濟(jì)損失，從而成為換熱設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)的一個(gè)重要方面，因此，分析污垢對(duì)能量傳遞過(guò)程的影響就顯得尤其重要。目前，對(duì)于污垢對(duì)傳熱過(guò)程的影響，大多認(rèn)為污垢沉積在固體表面，增加了傳熱過(guò)程的導(dǎo)熱熱阻，然而這一觀點(diǎn)在對(duì)污垢的沉積達(dá)到穩(wěn)定后是適用的，但是在污垢的形成階段，由于存在污垢組分的傳質(zhì)擴(kuò)散，而傳質(zhì)對(duì)傳熱是有影響的，但這種影響在污垢的研究

2、中常被有關(guān)文獻(xiàn)忽略。另外，在污垢形成的初始階段，常出現(xiàn)換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象已于上個(gè)世紀(jì)被一些學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋?zhuān)ǔＵJ(rèn)為在初始階段由于污垢表面粗糙度的變化所引起的，而由Ceylan等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，污垢層的粗糙度對(duì)傳熱的增強(qiáng)并不有效，所以需要從新的角度對(duì)這一現(xiàn)象加以理論解釋。本文引入了熱質(zhì)傳遞的薄膜理論，結(jié)合Kern和Seaton提出的漸近污垢模型，研究圓管和外掠平板流動(dòng)污垢形成階段的對(duì)流換熱特性，得到了在考慮結(jié)垢

3、傳質(zhì)條件下圓管和外掠平板流動(dòng)對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算式。同時(shí)分別討論了圓管和外掠平板流動(dòng)污垢對(duì)對(duì)流換熱效果作用的影響因素。并把結(jié)果與不考慮污垢的清潔換熱面情形做了對(duì)比，從理論上解釋了結(jié)垢初期換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象。此外，本文首次提出了圓管內(nèi)臨界污垢層厚度的概念，得到了臨界污垢層厚度的表達(dá)式，分析了臨界污垢層厚度的影響因素，并從臨界污垢層厚度的角度對(duì)結(jié)垢初期換熱增強(qiáng)的現(xiàn)象做了新的理論解釋。
　　另一方面，目前對(duì)換熱設(shè)備最佳清洗周期的確定常采用污垢