组合转子阻垢特性理论及实验研究
管壳式换热器在过程工业中广泛的应用，污垢的存在导致其换热效率低下，基于‘火积’耗散理论以及‘微积分’思想研发的组合转子技术，能够提高换热设备效率及阻止其结垢，具有很高的工业应用价值。本文模拟研究了组合转子对微粒污垢的阻垢特性;实验研究了组合转子的阻垢性能;实验研究了组合转子过渡区综合性能;并且进行了组合转子工业试验。本文主要研究如下: 1、模拟研究了组合转子对微粒污垢的阻垢特性 前期课题组开展了组合转子对CaCO3析晶污垢的模拟研究，但是并未研究组合转子对微粒污垢的阻垢性能。因此，本文研究了介质不同流速，介质不同入口温度，以及微粒粒径大小对组合转子阻垢性能的影响，并分析了导程对组合转子防垢性能的影响。结果表明，增大介质流速会降低污垢沉积量;微粒污垢受入口介质温度的影响较小;微粒污垢的沉积量随污垢粒径的增大而增加;转子导程为200mm时阻垢效果较佳。 2、试验研究了组合转子的阻垢性能 课题组前期定性研究了组合转子阻垢性能，并未对其阻垢性能进行定量分析。因此，本文采用实验方法定量分析了螺旋两叶片开槽转子、低流阻转子、三叶片转子的阻垢特性。实验采用插片法（简称）称重表征。实验结果表明螺旋两叶片开槽转子不仅延长了诱导期，而且降低了污垢的渐进值，在三种转子中具有最好的阻垢性能。 3、组合转子过渡区综合传热性能 组合转子装置由若干单元转子组成，探究单元转子不同的组合方式以及其不同结构对组合转子装置性能的影响具有重要的意义。本文采用实验方法研究了不同位置单元转子组对组合转子性能的影响;左右旋转子间的距离对组合转子性能的影响;开孔大小对组合转子性能的影响以及切口大小对对组合转子性能的影响。研究结果表明，由于换热管尾部流体湍动程度降低，故组合转子的尾部转子对整体的热交换性能影响较大;而对于左右旋相间转子而言，间距为三个转子长度时其综合强化传热效果最好;当转子开孔较大时能够提高转子的综合强化传热效果，而开小孔会降低其综合强化传热效果;较大切口能提高转子的综合性能。 4、组合转子稳定性工业试验 探究组合转子在工业设备中不同部位的稳定性具有现实意义。本文对600MW某电厂凝汽器的中部及上部的组合转子的稳定性进行了分析。对比发现，由于凝汽器结构原因，凝汽器中部转子受到水流的冲击力较上部大，故中部转子的外径磨损量以及轴向磨损量要大于凝汽器上部转子，所以在工业应用中对装备的不同部位采用不同的转子结构是可行的方法。 通过上面的工作，探究了组合转子的阻垢性能，开展了组合转子稳定性工业试验，为组合转子工业应用提供了技术支撑。
组合转子;管壳式换热器;阻垢特性;综合传热性能
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
杨卫民
2015
中文
TK172
90
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）