PDF《一种用于污垢监测的温差热阻新方法》

收稿日期 :2004201213 基金项目 :国家

973 重大经费资助项目( G2000026304) 作者简介 :邢晓凯(1970 - ) ,男(汉族) ,河北昌黎人 ,副教授 ,博士研究生 ,研究方向为强化换热及其在高新技术中的应用.

文章编号 :100025870(2004)

0520070204 一种用于污垢监测的温差热阻新方法 邢晓凯1 , 马重芳1 , 陈永昌1 , 宋磊2 (1. 北京工业大学环境与能源工程学院 , 北京

100022 ;

2. 中国石油化工股份有限公司兰州石化分公司生产处 ,甘肃兰州 730060) 摘要 :在恒壁温条件下 ,在结垢过程中 ,管内流体温度和垢层内壁面温度逐渐降低 ,会引起流体与内壁面间对流传热 热阻增加 ,因而必须对现有的计算污垢热阻的公式进行修正.综合考虑各种因素 ,建立了恒壁温条件下计算污垢热 阻的改进模型.计算实例表明 ,其他条件一定时 ,流体进口温度越低 ,流量越小 ,则修正值和修正系数越大.随着结 垢过程的进行 ,修正值增大 ,修正系数减小.在结垢的初始阶段 ,修正系数最大 ,说明应用改进公式计算的结垢诱导 期较长 ,更接近于实际情况. 关键词 :管子 ;

结垢 ;

流体 ;

热阻 ;

对流传热 ;

计算公式 ;

修正值 ;

修正系数 中图分类号 : TK

124 文献标识码 :A An improved method for measuring and inspecting thermal resistance of scale in tube by temperature difference XIN G Xiao2kai1 , MA Chong2fang1 , CHEN Yong2chang1 , SON G Lei2 (1. College of Environmental and Energy engineering , Beijing University of Technology , Beijing

100022 , China;

2. Production Department of L anzhou Petrochemical Company of China Petrochemical Corporation , L anzhou

730060 , China) Abstract : The temperatures of fluid and inner wall of tube covered by scale may fall down gradually during fouling under the constant temperature of tube wall ,which causes the increase in thermal resistance of convection heat transfer in a tube. The existing formula for calculating the thermal resistance of scales must be amended. The improved equation for calculating the thermal resistance of scale wasproposed in consideration of different condition. The calculation exam ple shows that if the in2 let temperature of fluid is low and the flux is small ,the amendatory value and coefficient are great when the other conditions are fixed. With the scale growing up ,the amendatory value will increase while the amendatory coefficient will decrease. In the initial stage of scale ,the amendatory coefficient is the greatest. The fouling induction period calculated by the improved formula is longer and more accordant with the fact than that by the existing formula. Key words: tube ;

scale deposit ;

fluid ;

thermal resistance ;

convection heat transfer ;

calculation formula ;

amendatory value ;

amendatory coefficient 污垢是指与工质流体相接触的固体壁面上逐渐 积聚起来的那层固态物质.污垢具有普遍性和危害 性.90 %以上的换热器都不同程度地存在污垢问 题[1 ] .污垢通常是表面较粗糙的热的不良导体 ,它 给换热过程增加了传热热阻和流动阻力 ,导致设备 性能下降 ,甚至换热面腐蚀穿孔.据Thackery[2 ] 对1977 年英国各工业部门的粗略估计 ,因污垢造成的 损失高达当年工业生产总值的 0.

3 %.污垢的形成 包含化学动力学、 材料的腐蚀、 微生物的繁殖以及不 同种类结垢机制之间的协同作用 ,再加上换热面的 几何特性、 表面状态(如粗糙度等) 、 流体及换热面的 界面温度、 流动特性等参数的不同 ,对其进行理论分 析难度很大 ,因而主要是利用实验和监测技术对污 垢特性进行研究.沉积物的监测分为热学法和非传 热量测量的污垢监测法 ,后者又分为直接称重法、 厚 度测量法、 压降测量法、 显微照相法、 电解法和化学