換熱器表面污垢形成過程模擬研究.pdf

1、換熱器表面形成的污垢會引起大量的能源浪費和成本消耗，眾多研究者努力探索污垢生長過程的機理以及減少污垢的方法。在過去幾十年的研究中，人們發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)節(jié)換熱器表面的物理化學(xué)特性，溶液化學(xué)成分和操作條件等抑制或阻止污垢生長，但這通常需要大量、漫長的實驗過程。如果能有一個的數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確模擬污垢生長過程，將會簡化污垢研究的復(fù)雜過程。從模型中能夠得到全面的三維動態(tài)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般很難通過實驗手段獲得，這將有助于理解污垢生長過程的機理。
　

2、　本研究主要內(nèi)容包括：⑴用一種新型CFD模型模擬結(jié)晶型污垢的生長過程。方法是把連續(xù)的污垢生長過程用一系列的穩(wěn)態(tài)過程代替。這種特殊的模擬方法涉及連續(xù)流體的質(zhì)量守恒、動量守恒和熱量守恒。該模型還考慮了污垢層的變化與流體流動、污垢生長之間的相互作用。模擬研究硫酸鈣在換熱器表面的污垢生長，模擬數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)的高度吻合，證明了該模擬的有效性。另外，該模型還定量研究了溶液化學(xué)成分和操作條件等對污垢熱阻的影響。該模型作為一種有效的工具可被用于探索有效

3、減少污垢甚至消除污垢的策略。⑵通過X射線衍射或掃描電鏡等設(shè)備可以檢測到換熱器表面的污垢有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。污垢層的結(jié)構(gòu)同時也決定了流體的流動狀態(tài)，污垢生長動力學(xué)和傳熱過程。然而，到目前為止，研究污垢生長過程的模型都建立在把換熱器表面的污垢層看做是流體不能流過的、具有均一孔隙率結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。為了定量計算污垢層的結(jié)構(gòu)對污垢生長的影響，這一部分研究了四種代表性污垢層的結(jié)構(gòu)：流體不能流過的、均一的孔隙結(jié)構(gòu)(簡稱HoIm);流體不能流過的、不均一的孔