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基于套管结构研究污垢热阻特性的方法与分析

2012-01-31刘潭白莉林英姿

吉林建筑大学学报 2012年4期

刘潭 白莉 林英姿

(吉林建筑工程学院市政与环境工程学院,长春130118)

0 引言

污水中蓄含着大量的能量,污水源热泵系统是利用污水中热能的典范.然而,换热管管壁上生成的污垢影响热能利用的效率,严重时会造成整个热泵系统的瘫痪.国内外的一些专家学者,从热力学角度对污垢特性进行研究,试图找出污垢热阻随时间变化的规律;也有的学者试图从微观的角度研究污垢生长特性.但在定量研究污垢热阻变化上至今没有质的突破.

污水源热泵系统中的换热器种类很多,主要有管壳式和板式换热器两种,实际工程中管壳式换热器应用的最多.本实验采用套管结构模拟污水源热泵的管壳式换热器,并且按照实际工况运行,从而可以定量地分析污垢的特性[1].

1 动态监测污垢的实验装置

1.1 实验装置

污垢热阻监测装置[2]主要由中介水(自来水)系统、污水系统和测控系统组成.

如图1所示,两根同轴的套管组成对流换热器,在内管流动的是污水,内管和外管间流动的是中介水,外管规格Φ40mm,内管Φ25mm.内、外管材质为钢管,长4m,3.6m,外管用保温材料包裹减少热损失.采用精度为±0.1℃的pt100温度传感器测量温度,污水水箱的加热功率为3 kW,中介水的温度0℃,污水温度25℃.

1.2 实验原理

本实验以单位质量(kg/s)流体为研究对象,测量中介水的进出口温度差与单位中介水的质量、比热容之积等于单位质量中介水的得热量,即为污水向中介水的传热量.由清洁状态下的污水和中……

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