基于污水熱利用的淋激式換熱器的研究.pdf

1、城市生活污水是一種優(yōu)質(zhì)的低位熱源,其溫度特性優(yōu)于其他地表水源。城市污水水質(zhì)較差,污水源熱泵工程經(jīng)常采用換熱器組成間接換熱系統(tǒng)。換熱器換熱性能直接影響了污水源熱泵工程的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性。污水淋激式式換熱器結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活,便于污垢清除,較適合污水源熱泵工程,該換熱器可以在較少動(dòng)力消耗的情況下獲得良好的換熱效果。因此,開展基于污水熱利用的淋激式換熱器的研究對城市污水冷熱資源建筑應(yīng)用具有重要的工程意義。
　　本文對淋激式換熱器的換熱理論

2、和污水的特性進(jìn)行了闡述,論述了非牛頓流體進(jìn)行膜降換熱的相關(guān)特性;運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法探討了城市污水的相關(guān)物性參數(shù);并對影響污水淋激式換熱器換熱效率的相關(guān)因素進(jìn)行了論述,確定了實(shí)驗(yàn)研究的主要對象;論文探討了污水在淋激式換熱器換熱過程中的污垢形成機(jī)理,提出了減少污水熱器中污垢的措施。
　　基于污水淋激式換熱器的工程應(yīng)用,本文開展了實(shí)驗(yàn)研究和CFD模擬研究,并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理,得出了如下研究結(jié)果:
　?、偻ㄟ^對不同實(shí)驗(yàn)外部條件、不

3、同類型的噴淋裝置進(jìn)行CFD模擬,得出污水在噴淋口的流速,并計(jì)算出對應(yīng)的噴淋密度,經(jīng)過分析比較,確定3mm和5mm的條縫自然出流噴淋裝置更適合污水淋激式換熱器;
　　②不同于一般換熱工況,安裝條縫導(dǎo)流裝置和橢圓孔鋸齒導(dǎo)流板的換熱管換熱效果低于無孔鋸齒導(dǎo)流板。安裝無孔鋸齒導(dǎo)流板的換熱管能夠在較小噴淋密度的情況下得到比較大的換熱量,更適用于淋激式換熱器;
　?、墼诹芗な綋Q熱器中,換熱管外污水噴淋密度為0.6(kg/m·s),即首根

4、換熱管流速為0.49m/s,換熱管內(nèi)清水的流速為1m/s時(shí)換熱量最大,此兩種速度即為淋激式換熱器中最佳污水和清水流速。在換熱管長度為8.4-9m時(shí),換熱器可以在較少的初投資及運(yùn)行費(fèi)用的情況下,獲得更好的換熱效果;
　?、茉诟邷馗邼竦目諝鈼l件下,不宜使用強(qiáng)制通風(fēng)增強(qiáng)污水淋激式換熱器的換熱效果,加大通風(fēng)量反而不利于換熱。當(dāng)空氣的濕球溫度低于污水換熱平均溫度時(shí),風(fēng)量過大會破壞污水在換熱管外膜狀流動(dòng),降低換熱效果。在本論文研究的實(shí)驗(yàn)條件下