超声空化防除垢与水力空化防除垢和强化传热实验研究

发布时间：2017-04-13 23:14

  本文关键词：超声空化防除垢与水力空化防除垢和强化传热实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 工业生产中普遍存在结垢现象,结垢不仅影响生产过程,还会造成能源浪费以及安全隐患。同时,污垢的导热系数极低,严重结垢会造成换热器的传热系数降低。所以,近年来人们正在探索防除垢技术。 空化现象是流体流动过程中局部压力低于饱和蒸汽压力时出现的空泡生成、长大、溃破现象。其中的超声空化技术及应用已经引起了各方面的关注,超声清洗技术也取得了相当的发展,但对声场参数与流体参数在较长时间内对超声空化防除垢效果的影响的研究相对较少。此外,水力空化也是空化现象中的一种,相对于超声空化,研究与应用还较少。本文不仅研究了超声空化与水力空化防除垢效果,还研究了水力空化的强化传热作用。 超声空化防除垢实验数据显示了显著的超声空化防除垢效果。实验主要研究了三个方面:1)溶液温度、溶液浓度对试件表面结垢量的影响规律;2)溶液温度、溶液浓度、超声强度、试件与超声换能器距离对超声空化防垢效果的影响规律;3)及溶液温度、超声强度、试件与超声换能器距离对超声空化除垢效果的影响规律。同时,采用显微放大摄影系统观测了防除垢过程中积垢变化情况与防除垢效果。通过拍摄的照片,进一步揭示了超声空化的防除垢机理。 采用与超声空化防除垢实验相似的实验思路与实验方法,进行了水力空化防除垢实验,揭示了水力空化的防除垢效果。实验同时研究了溶液流量对试件表面结垢量的影响规律以及对水利空化防除垢效果的影响规律。实验也采用显微放大摄影系统观测了水力空化防除垢过程中积垢变化情况与防除垢效果。 以水为工质,实验研究了水力空化强化传热问题。实验研究了水流量、加热器加热功率对水力空化强化传热效果的影响规律。在实验过程中,注意到水力空化具有明显的热效应。所以,实验还同时研究分析了水流量、加热器加热功率对水力空化热效应的影响规律。
【关键词】：空化 超声空化 水力空化 防垢 除垢 强化传热 热效应
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（工程热物理研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-30
• 1.1 污垢的分类15-17
• 1.2 除垢技术的发展历程17-20
• 1.2.1 机械清洗17-18
• 1.2.2 化学清洗18-19
• 1.2.3 在线清洗19-20
• 1.2.3.1 在线机械清洗技术及设备19-20
• 1.2.3.2 在线化学清洗技术20
• 1.3 防垢技术发展历程20-23
• 1.3.1 化学防垢20-21
• 1.3.2 物理防垢21-23
• 1.3.2.1 磁场防垢21-22
• 1.3.2.2 电场防垢22
• 1.3.2.3 超声防垢22
• 1.3.2.4 物理方法协同防垢22-23
• 1.4 超声空化与水力空化防除垢发展概况23-28
• 1.4.1 超声空化清洗发展概况23-26
• 1.4.1.1 超声空化清洗设备23-24
• 1.4.1.2 超声空化清洗新技术24-26
• 1.4.1.3 超声空化清洗应用26
• 1.4.2 超声空化防垢发展概况26-28
• 1.4.3 水力空化强化传热和防除垢发展概况28
• 1.5 本文主要研究内容28-30
• 2 空化基本理论30-50
• 2.1 空化的发生与发展30-36
• 2.1.1 空化初生31-33
• 2.1.2 空化发展33-34
• 2.1.3 空化溃灭34-36
• 2.2 空化的机理36-45
• 2.2.1 液体中的气核36-38
• 2.2.2 气核的生长38-39
• 2.2.3 气泡溃灭时间39-41
• 2.2.4 瞬态空化41-44
• 2.2.5 稳态空化44
• 2.2.6 空化引发的效应44-45
• 2.3 空化反应器类型45-49
• 2.3.1 超声空化反应器45-46
• 2.3.2 流体动力式发生器46-49
• 2.4 本章小结49-50
• 3 实验系统与实验方法50-61
• 3.1 超声空化防除垢实验系统与方法50-53
• 3.1.1 超声空化防除垢实验系统50-53
• 3.1.2 超声空化防除垢实验方法53
• 3.2 水力空化防除垢实验系统与方法53-56
• 3.2.1 水力空化防除垢实验系统53-55
• 3.2.2 水力空化防除垢实验方法55-56
• 3.3 水力空化强化传热实验系统与方法56-57
• 3.3.1 水力空化强化传热实验系统56
• 3.3.2 水力空化强化传热实验方法56-57
• 3.4 防除垢实验数据处理57-59
• 3.5 水力空化强化传热实验数据处理59-60
• 3.6 本章小结60-61
• 4 超声空化防除垢实验结果与分析61-76
• 4.1 液体温度对超声空化防除垢效果的影响61-65
• 4.1.1 液体温度对结垢的影响61-62
• 4.1.2 液体温度对防垢效果的影响62-64
• 4.1.3 液体温度对除垢效果的影响64-65
• 4.2 液体浓度对超声空化防垢效果的影响65-67
• 4.2.1 液体浓度对结垢的影响65
• 4.2.2 液体浓度对防垢效果的影响65-67
• 4.3 超声强度对超声空化防除垢效果的影响67-69
• 4.3.1 超声强度对防垢效果的影响67-68
• 4.3.2 超声强度对除垢效果的影响68-69
• 4.4 与超声换能器距离对超声空化防除垢效果的影响69-70
• 4.5 超声空化防除垢效果的可视化观测70-74
• 4.5.1 超声空化防垢效果的可视化观测70-72
• 4.5.2 超声空化除垢效果的可视化观测72-74
• 4.6 本章小结74-76
• 5 水力空化防除垢实验结果与分析76-86
• 5.1 流量对水力空化防除垢效果的影响76-80
• 5.1.1 流量对结垢的影响77-78
• 5.1.2 流量对水力空化防垢效果的影响78-79
• 5.1.3 流量对水力空化除垢效果的影响79-80
• 5.2 水力空化防除垢效果的进一步考察80-82
• 5.2.1 水力空化防垢效果的验证进一步考察80-81
• 5.2.2 水力空化除垢效果的验证进一步考察81-82
• 5.3 水力空化防除垢效果的可视化观测82-85
• 5.3.1 水力空化防垢效果的可视化观测82-84
• 5.3.2 水力空化除垢效果的可视化观测84-85
• 5.4 本章小结85-86
• 6 水力空化强化传热实验结果与分析86-95
• 6.1 水力空化热效应86-88
• 6.1.1 流量对热效应的影响86-87
• 6.1.2 加热功率对热效应的影响87-88
• 6.2 水力空化强化传热实验结果88-94
• 6.2.1 水流量对水力空化强化传热效果的影响88-91
• 6.2.2 加热功率对水力空化强化传热效果的影响91-94
• 6.3 本章小结94-95
• 结论95-97
• 参考文献97-101
• 攻读硕士学位期间发表的论文101-102
• 致谢102

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 皇磊落;张明铎;牛勇;任金莲;朱秀丽;贺龙;蒋华刚;邓思文;;超声波参数对除垢效果的影响[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2011年01期

2 孟陶;陈永昌;颜琳;陈贤志;马重芳;;超声波对水垢形成过程影响的准静态实验研究[J];应用化工;2011年06期

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本文编号：304695