污垢對(duì)城市原生污水換熱的影響

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1、碩士學(xué)位論文污垢對(duì)城市原生污水換熱的影響ResearchontheHeatExchangesofUrbanOriginalSewagebyFouling作者：戴行楠導(dǎo)師：吳學(xué)慧副教授中國(guó)礦業(yè)大學(xué)二○一五年五月中圖分類號(hào)TU831.7學(xué)校代碼10290UDC628.1密級(jí)公開中國(guó)礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文污垢對(duì)城市原生污水換熱的影響ResearchontheHeatExchangesofUrbanOriginalSewagebyFouling作者戴行楠導(dǎo)師吳學(xué)慧申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士培養(yǎng)單位力建學(xué)院學(xué)科專業(yè)供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程研究方向城市污水熱能資源

2、化答辯委員會(huì)主席岳豐田評(píng)閱人張少凡、余延順二○一五年五月論文審閱認(rèn)定書研究生戴行楠在規(guī)定的學(xué)習(xí)年限內(nèi)，按照研究生培養(yǎng)方案的要求，完成了研究生課程的學(xué)習(xí)，成績(jī)合格；在我的指導(dǎo)下完成本學(xué)位論文,經(jīng)審閱，論文中的觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)、表述和結(jié)構(gòu)為我所認(rèn)同，論文撰寫格式符合學(xué)校的相關(guān)規(guī)定，同意將本論文作為學(xué)位申請(qǐng)論文送專家評(píng)審。導(dǎo)師簽字：年月日致謝作者本文是在導(dǎo)師吳學(xué)慧的悉心指導(dǎo)下完成的。自從研究生入學(xué)開始，吳學(xué)慧老師便開始指導(dǎo)我的論文工作，從實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建、研究?jī)?nèi)容及研究方法等各方面孜孜不倦的指導(dǎo)。在本課題的研究中，導(dǎo)師給予了耐心的指導(dǎo)，為論文的進(jìn)行指明了正確的

3、分析方法和科學(xué)的研究途徑，才有了我的畢業(yè)論文。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和務(wù)實(shí)的作風(fēng)深深的影響著我。在此，謹(jǐn)向吳學(xué)慧導(dǎo)師致以最崇高的敬意與真摯的謝意！感謝高濤、魏京勝老師在論文中給予的意見(jiàn)和幫助。感謝我的師兄鐘益，師弟妹常小濤、武偉、孫曉鵬、李丹陽(yáng)給予的幫助和鼓勵(lì)。感謝我的同學(xué)周永陽(yáng)、謝亞晨、馬玉琦、衡文佳在生活和學(xué)習(xí)中的關(guān)心和幫助，你們的存在給我的研究生生活帶來(lái)了更多的歡樂(lè)和感激。愿我們大家的友誼天長(zhǎng)地久。感謝我的父母親人，是你們一如既往的支持，讓我完成了研究生學(xué)業(yè)。你們的愛(ài)是我?jiàn)^斗和前進(jìn)的動(dòng)力。衷心感謝各位專家、教授和學(xué)者對(duì)本文的審閱和

4、指導(dǎo)。摘要污水源熱泵技術(shù)是一種能夠有效利用可再生能源和低位熱能的技術(shù)，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及節(jié)能方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。但污水換熱過(guò)程中污垢的存在使系統(tǒng)效率大幅度降低，研究污水源熱泵換熱設(shè)備中污垢生長(zhǎng)對(duì)污水換熱的影響是了解并解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵，相關(guān)研究已經(jīng)展開，但是基本都僅從宏觀角度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或?qū)崪y(cè)來(lái)研究污垢生長(zhǎng)特性及其對(duì)污水換熱的影響，并沒(méi)有從微觀成垢角度考慮。論文圍繞污水對(duì)換熱設(shè)備的污染問(wèn)題，對(duì)換熱管內(nèi)污垢生長(zhǎng)特性，污垢導(dǎo)熱系數(shù)及污垢熱阻、生長(zhǎng)穩(wěn)定期污垢對(duì)污水換熱的影響等方面進(jìn)行了分析，旨在從微觀成垢角度來(lái)研究污垢對(duì)污水換熱的影響，為防、除垢提供依據(jù)。

5、污垢的生長(zhǎng)特性研究是本文研究的基礎(chǔ)。論文以生物膜CA模型為基礎(chǔ)，根據(jù)管內(nèi)污垢生長(zhǎng)條件修正模型，計(jì)算得到污垢生物膜生長(zhǎng)過(guò)程中各項(xiàng)參數(shù)的變化，并分析了影響污垢生物膜厚度變化的因素。為得到污垢熱阻增長(zhǎng)模型，生物膜的導(dǎo)熱系數(shù)是必須研究的內(nèi)容。論文引入分形理論，確定了生物膜孔隙率分形維數(shù)及變化常數(shù)。根據(jù)生物膜微觀結(jié)構(gòu)，應(yīng)用熱阻模型方法，建立生物膜剖面熱阻模型，得到了生物膜導(dǎo)熱系數(shù)關(guān)系式。并根據(jù)污垢生物膜生長(zhǎng)模型及生物膜導(dǎo)熱系數(shù)值得到污垢熱阻增長(zhǎng)模型。研究生長(zhǎng)穩(wěn)定的垢層對(duì)污水換熱的影響，論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)與模型的比較，分析得到污垢熱阻并不是污垢對(duì)污水換熱唯一的影

6、響因素。論證了生物膜垢層壁面可以作為粗糙壁面研究，分析得到生長(zhǎng)穩(wěn)定的生物膜垢層對(duì)污水換熱起到一定增強(qiáng)作用。以當(dāng)量厚度，來(lái)描述生物膜垢層對(duì)污水換熱的增強(qiáng)作用，其與生物膜厚度綜合描述了污垢生長(zhǎng)對(duì)污水換熱的影響。本文提出可以利用粗糙壁面與生物膜導(dǎo)熱熱阻模型來(lái)綜合分析污垢生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)污水換熱的影響，為防垢、除垢提供準(zhǔn)確的依據(jù)。本論文有圖34幅，表18個(gè)，參考文獻(xiàn)112篇。關(guān)鍵詞：生物膜厚度；生物膜導(dǎo)熱系數(shù)；粗糙壁面；增強(qiáng)換熱IAbstractWatersourceheatpumpsystemsisaneffectiveuseonrenewableener

7、gyandlow-heat,thatalsohasasignificantadvantageontechnical,economicandenergy.Butthepresenceoffoulingduringtheheatexchangessignificantlyreducestheefficiencyofthesystem.Theaffectonheatexchangerofwatersourceheatpumpbyfoulinggrowthontheheatexchangerequipmentisthekeytounderstandan

8、dsolvetheproblem.Inthemeantime,researchhavealreadystarted,whichfocusonstudy