基于实验的管道冰浆清洗效果研究
发布时间：2021-08-30 12:18
管道清洗是去除管道中的杂质、生物膜和恢复管径的常规方法。传统的管道清洗方法中,清管器无法适应管径变化和蝶阀,化学清洗会损伤管道,水射流效率低且极浪费水资源。冰浆清管是一种新兴的管道清洗技术,该技术能够较好地改善传统清管技术的不足。冰浆是一种水和冰颗粒的混合物,高含冰率的冰浆在管道中表现出“活塞状”的流动形式,且有非常好的通过性,可以作为清管器使用。本文的主要内容是:调研冰浆的流变学特性,得到冰浆的流变学方程;利用有限元软件对冰浆清管过程进行仿真,得出冰浆的压降与含冰率、流速呈正相关,冰浆的壁面剪切力与含冰率、流速呈正相关;设计并搭建冰浆清管的实验平台,利用传感器和采集卡设计一套数据采集系统进行实验数据的采集和处理;对粘附不同介质的管道进行冰浆清管实验,并对实验结果予以评价分析。通过实验可知,冰浆清管在管道清洗方面有着显著的效果,对管道的适应性强,对水资源的浪费少。通过对实验变量进行控制,得到冰浆的清洗效果和冰浆的含冰率及流速呈正相关。对于管道表面粘附力较大的附着物,冰浆清洗比水冲洗效果显著。
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰浆Fig.1.1Iceslurry
图 2.1 凝固点-盐浓度变化曲线Fig. 2.1 Freezing point - salt concentration curve从图中可以看出，随着盐浓度的升高，凝固点不是一直下降的，而是有一小值，盐溶液的凝固点最低约为-21℃，此时盐浓度约为 23%。盐浓度高于 23化钠溶液的凝固点反而会升高。冰浆中加入冰点抑制剂不是为了加快冰的融化，而是为了抑制冰晶的生长是因为随着冰点抑制剂的浓度不断提高，水的凝固点会不断降低，冰晶附近无法在同样的温度下结晶，所以冰晶不会生长，从而使溶液的冰颗粒保持在的粒径下不会变大。在制备冰浆的过程中使用一定浓度的盐溶液，当温度降，盐溶液结冰，盐会被析出，使剩下的溶液盐浓度升高，冰点降低。随着温断降低，冰颗粒不断生成，冰点也越来越低，冰颗粒就不会生长成大颗粒，的冰浆质量比较好。如图 2.2 所示为冰浆加盐和不加盐形成的冰浆效果。
图 2.2 冰浆形态Fig. 2.2 Ice slurry morphology中可以看出，加盐之后的冰浆颗粒均匀，没有发生团簇，而没不规则，冰颗粒发生团簇现象，小颗粒凝结在一起形成了大的粒的出现对于清管来说，增加了堵塞的风险，也不能很好地形适用于清管。氯化钠作为冰点抑制剂，除了能抑制冰颗粒的生长外，氯化钠健康及安全的影响小和所需浓度小的特点，这对于食品管道和至关重要，这也成为冰浆在清洗食品管道和自来水管道中的一浆的含冰率测量压壶测含冰率
【参考文献】：
期刊论文
[1]CIP清洗系统的设计及注意事项[J]. 刘殿宇,蔡永建. 中国乳业. 2018(01)
[2]葡萄酒灌装生产中CIP系统的应用探索[J]. 王明洋. 山东工业技术. 2018(02)
[3]在位清洗（CIP）系统的设计方案探讨[J]. 孙国桢. 机电信息. 2017(29)
[4]搅拌对冰浆存储冰晶粒径演化的影响[J]. 唐艺芳,刘志强,王肖肖,康威,张静雅. 中南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]宾汉塑性流体中旋流扶正器间距设计方法[J]. 舒秋贵,罗德明. 石油学报. 2017(04)
[6]国内外管道废弃处置标准差异分析[J]. 侯金山,贾彦琨,蔡亮,刘骋,马淼. 油气田地面工程. 2016(06)
[7]悬浮颗粒物粒径分布的幂律模型研究——以黄渤海为例[J]. 彭田,丘仲锋,孙德勇,王胜强. 海洋科学. 2016(06)
[8]油田管道清洗方法的研究现状[J]. 刘君明. 过滤与分离. 2015(03)
[9]基于非均质性流动过程量化冰浆流动管道压降[J]. 王继红,王树刚,张腾飞,李维仲. 高校化学工程学报. 2015(05)
[10]典型南方地区城市供水管网水质状况分析[J]. 赖乃聪,游浩荣,钟福宏,钟丹,何明志,吴晨光,周绮婷,彭旭辉. 净水技术. 2015(S1)
博士论文
[1]城市供水安全防范平台技术研发与实践[D]. 叶松.青岛理工大学 2014
[2]冰浆的管道输送热流动特性[D]. 王继红.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]管翅式换热器中冰浆相变换热特性[D]. 龙有为.大连理工大学 2016
[2]冰浆在管道中流动换热特性的研究[D]. 郝玲.天津商业大学 2016
[3]冰浆在管网中的流动特性分析[D]. 李叶.天津商业大学 2014
[4]城市供水系统水质变化对供水管网管道腐蚀影响的研究[D]. 尚修竹.西安建筑科技大学 2013
[5]定常流场下非牛顿流体在波壁管内的减阻特性[D]. 马宗豪.大连理工大学 2009
[6]城市供水管网泄漏检测系统的研究[D]. 冯英荐.沈阳工业大学 2008
[7]大庆供水管网气水脉冲技术研究[D]. 宋安坤.哈尔滨工业大学 2007
[8]管道漏磁检测数据分析专家系统的研究[D]. 曹丽娜.天津大学 2007
本文编号：3372764
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰浆Fig.1.1Iceslurry
图 2.1 凝固点-盐浓度变化曲线Fig. 2.1 Freezing point - salt concentration curve从图中可以看出，随着盐浓度的升高，凝固点不是一直下降的，而是有一小值，盐溶液的凝固点最低约为-21℃，此时盐浓度约为 23%。盐浓度高于 23化钠溶液的凝固点反而会升高。冰浆中加入冰点抑制剂不是为了加快冰的融化，而是为了抑制冰晶的生长是因为随着冰点抑制剂的浓度不断提高，水的凝固点会不断降低，冰晶附近无法在同样的温度下结晶，所以冰晶不会生长，从而使溶液的冰颗粒保持在的粒径下不会变大。在制备冰浆的过程中使用一定浓度的盐溶液，当温度降，盐溶液结冰，盐会被析出，使剩下的溶液盐浓度升高，冰点降低。随着温断降低，冰颗粒不断生成，冰点也越来越低，冰颗粒就不会生长成大颗粒，的冰浆质量比较好。如图 2.2 所示为冰浆加盐和不加盐形成的冰浆效果。
图 2.2 冰浆形态Fig. 2.2 Ice slurry morphology中可以看出，加盐之后的冰浆颗粒均匀，没有发生团簇，而没不规则，冰颗粒发生团簇现象，小颗粒凝结在一起形成了大的粒的出现对于清管来说，增加了堵塞的风险，也不能很好地形适用于清管。氯化钠作为冰点抑制剂，除了能抑制冰颗粒的生长外，氯化钠健康及安全的影响小和所需浓度小的特点，这对于食品管道和至关重要，这也成为冰浆在清洗食品管道和自来水管道中的一浆的含冰率测量压壶测含冰率
【参考文献】：
期刊论文
[1]CIP清洗系统的设计及注意事项[J]. 刘殿宇,蔡永建. 中国乳业. 2018(01)
[2]葡萄酒灌装生产中CIP系统的应用探索[J]. 王明洋. 山东工业技术. 2018(02)
[3]在位清洗（CIP）系统的设计方案探讨[J]. 孙国桢. 机电信息. 2017(29)
[4]搅拌对冰浆存储冰晶粒径演化的影响[J]. 唐艺芳,刘志强,王肖肖,康威,张静雅. 中南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]宾汉塑性流体中旋流扶正器间距设计方法[J]. 舒秋贵,罗德明. 石油学报. 2017(04)
[6]国内外管道废弃处置标准差异分析[J]. 侯金山,贾彦琨,蔡亮,刘骋,马淼. 油气田地面工程. 2016(06)
[7]悬浮颗粒物粒径分布的幂律模型研究——以黄渤海为例[J]. 彭田,丘仲锋,孙德勇,王胜强. 海洋科学. 2016(06)
[8]油田管道清洗方法的研究现状[J]. 刘君明. 过滤与分离. 2015(03)
[9]基于非均质性流动过程量化冰浆流动管道压降[J]. 王继红,王树刚,张腾飞,李维仲. 高校化学工程学报. 2015(05)
[10]典型南方地区城市供水管网水质状况分析[J]. 赖乃聪,游浩荣,钟福宏,钟丹,何明志,吴晨光,周绮婷,彭旭辉. 净水技术. 2015(S1)
博士论文
[1]城市供水安全防范平台技术研发与实践[D]. 叶松.青岛理工大学 2014
[2]冰浆的管道输送热流动特性[D]. 王继红.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]管翅式换热器中冰浆相变换热特性[D]. 龙有为.大连理工大学 2016
[2]冰浆在管道中流动换热特性的研究[D]. 郝玲.天津商业大学 2016
[3]冰浆在管网中的流动特性分析[D]. 李叶.天津商业大学 2014
[4]城市供水系统水质变化对供水管网管道腐蚀影响的研究[D]. 尚修竹.西安建筑科技大学 2013
[5]定常流场下非牛顿流体在波壁管内的减阻特性[D]. 马宗豪.大连理工大学 2009
[6]城市供水管网泄漏检测系统的研究[D]. 冯英荐.沈阳工业大学 2008
[7]大庆供水管网气水脉冲技术研究[D]. 宋安坤.哈尔滨工业大学 2007
[8]管道漏磁检测数据分析专家系统的研究[D]. 曹丽娜.天津大学 2007
本文编号：3372764
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