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振动往复螺旋强化传热性能及结晶垢微观形貌分析研究
1
作者
彭德其
刘奎霖
+6 位作者
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
《化工学报》
北大核心
2025年第4期1559-1568,共10页
管内插往复螺旋具有较好的强化传热及阻垢性能,通过实验系统研究了三种螺旋节距对总传热系数、污垢热阻、污垢层厚度的影响,并结合复杂流场条件下结晶垢的微观表征,对内插往复螺旋阻垢除垢原因进行深入分析。结果表明:在实验条件范围内...
管内插往复螺旋具有较好的强化传热及阻垢性能,通过实验系统研究了三种螺旋节距对总传热系数、污垢热阻、污垢层厚度的影响,并结合复杂流场条件下结晶垢的微观表征,对内插往复螺旋阻垢除垢原因进行深入分析。结果表明:在实验条件范围内,随管内溶液流速增大,当往复位移为一个节距时总传热系数稳定值较未结垢时仅降低3%,管内污垢热阻稳定值最大降幅为84%,污垢平均厚度小于0.1 mm,污垢微观形貌出现六方晶体及小颗粒致密晶体块,垢层已不能完整覆盖传热面,此时往复螺旋具有连续在线阻垢性能,螺旋线对污垢层剪切力大于其所能承受的最大剪切力是阻垢性能较好的根本原因。
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关键词
螺旋节距
结垢
传热
显微结构
阻垢性能
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职称材料
立式上行管内正四面体颗粒群的运动分布特性
2
作者
彭德其
周靖强
+5 位作者
冯源
黄治中
谭卓伟
唐明成
彭建国
陈莹
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第5期130-138,共9页
液固两相流技术广泛应用于换热器的强化传热设计,其关键在于引导低体积分数颗粒运动至壁面以扰动并破坏附近的热边界层,进而实现强化传热效果。颗粒的运动行为是深入解析传热强化机理的关键因素,其中非球形颗粒因其形状的各向异性而具...
液固两相流技术广泛应用于换热器的强化传热设计,其关键在于引导低体积分数颗粒运动至壁面以扰动并破坏附近的热边界层,进而实现强化传热效果。颗粒的运动行为是深入解析传热强化机理的关键因素,其中非球形颗粒因其形状的各向异性而具有更佳的扰动效果以及更为复杂的运动行为。该文以正四面体颗粒群为研究对象,为分析其在立式上行管内液固两相流中的运动分布规律,基于CFD-DEM(计算流体动力学−离散单元模型)耦合方法模拟研究颗粒进口体积分数(1%、2%、3%、4%、5%)和液相进口流速(1.0、1.2、1.5、1.8、2.0 m/s)对管内颗粒群平均速度和颗粒群相对体积分数分布的影响,并通过PIV(粒子图像测速技术)实验验证数值模拟的准确性。结果表明:在研究参数范围内,颗粒群平均速度沿轴向波动,波动幅度随进口流速的增大而加剧,沿径向由中心至管壁递减,分布随流体轴向的充分发展而越发集中;颗粒群相对体积分数沿径向遵循管中心区域和近壁面较高、过渡区域较低的双峰规律;颗粒进口体积分数为1%、液相进口流速为2.0 m/s时,管壁附近的颗粒体积分数最高。
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关键词
液固两相流
正四面体颗粒
运动特性
速度分布
体积分数分布
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职称材料
换热管内插螺旋阻垢性能及污垢微观特征
被引量：
3
3
作者
彭德其
张寓川
+6 位作者
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期4129-4139,共11页
为研究管内插螺旋阻垢性能及阻垢机理,实验研究了不同流速下换热管内插三种螺旋对污垢热阻、总传热系数的影响,同时从微观角度,对污垢粒径、孔隙率进行量化表征得到污垢微观结构分布规律。结果表明:在实验条件范围内,随流速增大内插螺...
为研究管内插螺旋阻垢性能及阻垢机理,实验研究了不同流速下换热管内插三种螺旋对污垢热阻、总传热系数的影响,同时从微观角度,对污垢粒径、孔隙率进行量化表征得到污垢微观结构分布规律。结果表明:在实验条件范围内,随流速增大内插螺旋污垢热阻渐进值最大降幅为63%,传热系数稳定值较未结垢时均降低20%以上,且节距为20 mm的内插螺旋具有最好的除垢性能;污垢从近壁面区到表面区粒径、孔隙率逐渐升高,污垢层间具有明显晶型过渡特征;污垢层表面区与过渡区孔隙率随流速增大进一步增大,内插螺旋流场特征改变污垢内部结构是阻垢性能出现差异的根本原因。
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关键词
结垢
内插螺旋
阻垢性能
显微结构
传热
孔隙率
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职称材料
题名
振动往复螺旋强化传热性能及结晶垢微观形貌分析研究
1
作者
彭德其
刘奎霖
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
机构
湘潭大学机械工程学院
湖南工业大学机械工程学院
株洲宏大高分子材料有限公司
出处
《化工学报》
北大核心
2025年第4期1559-1568,共10页
基金
湖南省自然科学基金项目(2024JJ7546)
湘潭大学博士科研启动项目(21QDZ70)。
文摘
管内插往复螺旋具有较好的强化传热及阻垢性能,通过实验系统研究了三种螺旋节距对总传热系数、污垢热阻、污垢层厚度的影响,并结合复杂流场条件下结晶垢的微观表征,对内插往复螺旋阻垢除垢原因进行深入分析。结果表明:在实验条件范围内,随管内溶液流速增大,当往复位移为一个节距时总传热系数稳定值较未结垢时仅降低3%,管内污垢热阻稳定值最大降幅为84%,污垢平均厚度小于0.1 mm,污垢微观形貌出现六方晶体及小颗粒致密晶体块,垢层已不能完整覆盖传热面,此时往复螺旋具有连续在线阻垢性能,螺旋线对污垢层剪切力大于其所能承受的最大剪切力是阻垢性能较好的根本原因。
关键词
螺旋节距
结垢
传热
显微结构
阻垢性能
Keywords
helical pitch
fouling
heat transfer
microstructure
scale inhibition properties
分类号
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
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职称材料
题名
立式上行管内正四面体颗粒群的运动分布特性
2
作者
彭德其
周靖强
冯源
黄治中
谭卓伟
唐明成
彭建国
陈莹
机构
湘潭大学机械工程与力学学院
湘潭通用离心机
有限公司
株洲宏大高分子材料有限公司
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第5期130-138,共9页
基金
湖南省自然科学基金项目(2024JJ7546)。
文摘
液固两相流技术广泛应用于换热器的强化传热设计,其关键在于引导低体积分数颗粒运动至壁面以扰动并破坏附近的热边界层,进而实现强化传热效果。颗粒的运动行为是深入解析传热强化机理的关键因素,其中非球形颗粒因其形状的各向异性而具有更佳的扰动效果以及更为复杂的运动行为。该文以正四面体颗粒群为研究对象,为分析其在立式上行管内液固两相流中的运动分布规律,基于CFD-DEM(计算流体动力学−离散单元模型)耦合方法模拟研究颗粒进口体积分数(1%、2%、3%、4%、5%)和液相进口流速(1.0、1.2、1.5、1.8、2.0 m/s)对管内颗粒群平均速度和颗粒群相对体积分数分布的影响,并通过PIV(粒子图像测速技术)实验验证数值模拟的准确性。结果表明:在研究参数范围内,颗粒群平均速度沿轴向波动,波动幅度随进口流速的增大而加剧,沿径向由中心至管壁递减,分布随流体轴向的充分发展而越发集中;颗粒群相对体积分数沿径向遵循管中心区域和近壁面较高、过渡区域较低的双峰规律;颗粒进口体积分数为1%、液相进口流速为2.0 m/s时,管壁附近的颗粒体积分数最高。
关键词
液固两相流
正四面体颗粒
运动特性
速度分布
体积分数分布
Keywords
liquid-solid two-phase flow
regular tetrahedral particle
motion characteristic
velocity distribution
volume fraction distribution
分类号
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
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职称材料
题名
换热管内插螺旋阻垢性能及污垢微观特征
被引量：
3
3
作者
彭德其
张寓川
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
机构
湘潭大学机械工程学院
湖南工业大学机械工程学院
株洲宏大高分子材料有限公司
出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期4129-4139,共11页
文摘
为研究管内插螺旋阻垢性能及阻垢机理,实验研究了不同流速下换热管内插三种螺旋对污垢热阻、总传热系数的影响,同时从微观角度,对污垢粒径、孔隙率进行量化表征得到污垢微观结构分布规律。结果表明:在实验条件范围内,随流速增大内插螺旋污垢热阻渐进值最大降幅为63%,传热系数稳定值较未结垢时均降低20%以上,且节距为20 mm的内插螺旋具有最好的除垢性能;污垢从近壁面区到表面区粒径、孔隙率逐渐升高,污垢层间具有明显晶型过渡特征;污垢层表面区与过渡区孔隙率随流速增大进一步增大,内插螺旋流场特征改变污垢内部结构是阻垢性能出现差异的根本原因。
关键词
结垢
内插螺旋
阻垢性能
显微结构
传热
孔隙率
Keywords
fouling
spiral insert
scale-resisting properties
microstructure
heat transfer
porosity
分类号
TK124 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
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职称材料
题名
作者
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被引量
操作
1
振动往复螺旋强化传热性能及结晶垢微观形貌分析研究
彭德其
刘奎霖
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
《化工学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
立式上行管内正四面体颗粒群的运动分布特性
彭德其
周靖强
冯源
黄治中
谭卓伟
唐明成
彭建国
陈莹
《华南理工大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
3
换热管内插螺旋阻垢性能及污垢微观特征
彭德其
张寓川
武洋
俞天兰
谭卓伟
吴淑英
陈莹
唐明成
彭建国
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
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