洁能芯的结构改进及其自清洁性能的研究
能源对于提高生活质量和发展经济是不可或缺的，我们对于能源的需求会不断增加，不仅如此，能源安全以及环境污染问题都会随之出现，要想解决当前的问题，不但要搜寻新的能源，而且要提高现在的能源利用效率。作为一种使用范围最广的换热设施，管壳式换热器普遍存在效率低下的问题，除了传热效率低之外，由于水质等问题，换热管内会不同程度的产生污垢，污垢的产生进一步恶化了换热器的传热性能，因此，开发出一种高效的自清洁强化换热技术迫在眉睫。
本文对强化传热技术进行了介绍，并从有源强化传热技术和无源强化传热技术两个角度出发，对现有的强化传热技术进行了分类，并对其研究现状进行了总结，基于以上研究，本文通过数值模拟的方法，对光管以及内置洁能芯后换热管内的流场及温度场进行了研究，首先对转子的截面形状进行了改进，通过模拟研究发现，截面改进后，换热管内的流场及温度场均有所改善，同时，相应的努赛尔数及阻力系数也有所增加;除此之外，本文还对转子边缘进行了开槽处理，研究了V槽、方槽两种开槽形状、开槽数量以及开槽尺寸对换热及阻力特性的影响，结果表明，转子边缘开槽之后，强化换热及综合性能提高。
本文还对洁能芯的强化换热及阻力特性进行了实验研究，通过将不同结构形式的洁能芯转子混合穿装，并将所得实验结果进行对比，得到了不同的混合比例对换热及阻力特性的影响，从而总结出最优的混合方案，发现螺旋开槽转子与低流阻转子混合后可提高强化换热效果。
本文还从数值模拟的角度对除垢技术的研究进行了系统介绍，在光管的基础上，对换热管内置洁能芯之后污垢的形成过程进行了模拟研究，并将所得污垢热阻随时间的变化规律与光管曲线进行对比，研究发现，相同条件下，换热管内置洁能芯后，污垢热阻远小于光管内污垢热阻，证明洁能芯具有自清洁性能。
洁能芯;换热效果;自清洁性能;阻力特性
北京化工大学
硕士
化工过程机械
杨卫民
2013
中文
TK172
109
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）