自转式内置转子颗粒污垢抑制特性研究

作者：谢广烁; 张斯亮; 王家瑞; 肖娟^*; 王斯民

来源：化工学报, 2022, 73(12): 5384-5393.

• 传热管
• 转子
• 两相流
• 结垢
• 颗粒
• 数值模拟

传热管表面的污垢不仅阻碍热量传递，还会增加流体流动阻力，导致传热管使用寿命缩短和经济损失。通过在传热管内插入转子可有效实现传热强化和在线除垢抑垢，研究了不同流速下自转式内置转子圆管内的流场和颗粒污垢特性，采用多重参考系模型（MRF）模拟转子在不同流速下的转动，基于欧拉-欧拉液固两相流模型加载UDF得到管内的颗粒污垢特性。结果表明，内置转子传热管内呈螺旋流动，周向速度和径向速度提高，从而增强管壁的换热性能。随着流速从0.15 m/s增加到0.35 m/s，自转式内置转子圆管内颗粒稳定沉积率增加了136.5%，且增加的幅度逐渐变大；但污垢热阻渐近值减少了48.3%，且达到污垢渐近值所需的时间缩短。在此基础上对比固定转子发现，当流速为0.15～0.25 m/s，转子固定时的污垢热阻更小，而当流速为0.30～0.35 m/s，转子转动时的污垢热阻更小。研究可为内置转子的选型和设计提供参考。

• 单位
  西安交通大学; 上海蓝滨石化设备有限责任公司