检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：杨俊威浙江大学

学位级别：硕士

目前针对海水用换热器主要存在价格昂贵、易腐蚀、易结垢以及微生物滋生等问题。相比于海水用换热器,解冻水专用换热器还未见相关报道。水产品解冻水冷能回收具有重要的意义。每吨解冻水蕴含着3.87×105KJ冷能,将其用于工业上可以... 详细信息

目前针对海水用换热器主要存在价格昂贵、易腐蚀、易结垢以及微生物滋生等问题。相比于海水用换热器,解冻水专用换热器还未见相关报道。水产品解冻水冷能回收具有重要的意义。每吨解冻水蕴含着3.87×105KJ冷能,将其用于工业上可以有效降低耗能,节约107.5度电。解冻水含盐,蛋白和微生物,在解决生物蛋白,微生物和防止水混串等问题上,比海水换热设备有着更高要求。本文根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水的换热器。通过比较各种换热器结构,确定解冻水采用板式结构较佳。根据进出口介质参数进行换热器结构设计,利用CFD软件,进行结构模拟和流场分析,确定了换热器流道结构为人字形波纹板型。通过数值模拟找到了较好的设计参数,通过实验测试板式换热器有着较高换热效率。对换热器的腐蚀和结垢情况进行观察,通过观察知：板片没有出现严重的腐蚀,有一些微生物污垢附着。可以采取加入药剂的方法或者接种钢的微生物来降低腐蚀速率,通过实验验证该结构能够防止解冻水混串。实验验证了理论计算和模拟的结果具有一致性。总体来说,取得了预期的效果。本文的主要工作如下：1)通过解冻水特性对比各类换热器,包括优缺点、换热效率及经济效益等方面进行综合考察,最终选取了板式换热器。介绍了板式换热器腐蚀原理、污垢原理及微生物滋生的条件。针对腐蚀、结垢,微生物滋生问题,提出了解决方法。2)针对特定工况下的板式换热器进行了初步设计,确定换热器材料为304。对板片的局部结构进行了改进设计。对零部件结构的强度和刚度进行校核。3)通过模拟,建立了波纹倾角β、波纹高度h、波纹间距λ这3个参数与压力降△p、努赛尔数Nu之间的关系,得到了换热效果好、阻力压降小的一组参数。此时换热器具有较佳的综合换热性能。较佳综合换热性能参数为：波纹倾角β≈60°、波纹高度h=4mm或者h=5mm、波纹间距λ=10mm或者λ=11mm。4)通过换热实验,将实验结果同模拟结果从两方面对比；第一：从冷、热流体的入口流量与出口温度来进行对比；第二：从冷、热流体的入口流量与压力降来进行对比。通过对比,出口温度、压力降都随体积流量的增加而增大。实验结果与模拟结果具有一致性。对实验数据进行处理,换热效率为83.7%,换热系数为2494.5W/(m2·K),表明换热器具有较好的换热效果。5)通过腐蚀和污垢实验,得到了污垢热阻随时间的变化情况,污垢热阻为5.5×10-5W/(m2·K)。观察换热板片的腐蚀和污垢情况。通过宏观观察发现,没有较严重的腐蚀,60天后其腐蚀量为0.04mm,腐蚀速率为0.000665mm/天。有一些微生物污垢附着,对实验后解冻水中微生物测量,微生物数量为10cfu/ml。为实验前的0.1倍。可知加药剂取得了较好的效果。本文综合考虑结构,成本,效率,能耗等因素,通过模拟得到一组较好的参数,使换热器取得较好的换热效率。同时,具有一定的防腐蚀和防污垢能力的解冻水专用换热器。总体上达到了预期的目标。

关键词：解冻水用换热器冷能回收数值模拟抗腐蚀防污垢

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水产品解冻冷能回收利用污水换热器的研究

引用

机械工程师 2015年第11期 10-12页

作者：蔡勇沈莹杰方辉周艳杨俊威浙江大学舟山海洋研究中心浙江舟山316021 浙江金鹰食品机械有限公司浙江舟山316100 浙江大学化学工程与生物工程学系杭州310000

针对水产品解冻水中冷能回收利用存在的问题,根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水回收利用的换热器。通过比较各种换热器结构型式,选用了人字形波纹板型换热器。进行了换热性能与流动阻力分析,建立了波纹倾角、波纹高度、波... 详细信息

针对水产品解冻水中冷能回收利用存在的问题,根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水回收利用的换热器。通过比较各种换热器结构型式,选用了人字形波纹板型换热器。进行了换热性能与流动阻力分析,建立了波纹倾角、波纹高度、波纹间距与努塞尔数、压降的关系,得出换热效果最佳时的波纹倾角、波纹高度、波纹间距组合。利用CFD软件分析,验证了设计的换热器换热效率高,满足实际工程需要。

关键词：冷能回收解冻水用换热器换热特性流动阻力数值模拟

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