非清潔水冷熱源換熱管內振蕩流動與換熱的數值模擬與實驗研究.pdf

1、開發(fā)利用低品位可再生性清潔能源前景廣闊，是當今能源、建筑和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。其中，污水源熱泵系統(tǒng)可以利用污水中的低品位熱能為建筑物供暖空調并提供生活熱水，具有高效節(jié)能和環(huán)保效益顯著的特點。但是，污水中含有各種雜物，在換熱過程中會形成污垢熱阻，使系統(tǒng)換熱效率大幅下降。本文通過對熱泵換熱器振蕩流動與換熱進行數值模擬與實驗研究，提出一種新的熱泵換熱器在線防除垢技術，以改善系統(tǒng)的換熱性能。
　　首先建立了圓管內湍流振蕩流動與換熱的

2、物理數學模型,對圓管內湍流振蕩流動與換熱進行了數值模擬，采用CFD軟件對管內流速呈正弦規(guī)律變化的流體流動與換熱過程進行了數值模擬，對湍流流動狀況、壁面平均對流換熱系數和壁面剪切力進行了分析，研究了流體入口速度、振幅、頻率對壁面平均對流換熱系數和壁面剪切力的影響。研究結果表明：當流體為牛頓流體時，振蕩流對圓管湍流換熱無影響；當流體為非牛頓流體時流體振蕩可以強化換熱，并且可以大幅提高最大壁面平均剪切力的數值，起到一定的防除垢效果。
　

3、　然后開發(fā)了一種非清潔水熱泵換熱器在線防除垢裝置，該裝置利用電動回轉換向閥內閥板的周期性轉動實現進入兩個換熱器內流體流量的周期性變化，產生振蕩流體。并且以青島某實際工程為基礎搭建了熱泵換熱器振蕩流動與換熱實驗平臺，實驗研究了振蕩流動對系統(tǒng)換熱效果的影響。在實驗工況條件下，振蕩流動對管內對流換熱系數影響很小，但是振蕩流動可以造成部分污垢沉積物的脫落，起到了一定的除垢作用，使換熱器傳熱系數增加了22.2％。流體振蕩不僅可以抑制換熱器內污垢的