水处理阻垢效果评价新方法的论证.pdf

2000年11月工业水处理 Nov.,2000 箜垫耋垄型:型=:型!::::12罂=: ::2型鲨: 水处理阻垢效果评价新方法的论证杨善让,杨晓光,徐志明,孙灵芳,王建国(东北电力学院节匏与测控技术研究中心,吉林市 132012) [摘要]论证了针对传统阻垢效果动态模拟实验方法的不足而提出的可实时在线监测的阻垢效果评价新方法。从传热理i仑上证明了两方法基础定义式的一致性和评价的等效性。同时简要舟绍了新方法的优越性。[关麓词】水处理;阻垢效果评价;污垢热阻;阻垢率;在线监测[中圉分类号1T0085+.4[文献标识码】B【文章编号】1005—829X(2000)增刊一0140—02 用于防垢、防腐、杀菌、灭藻的水处理技术在市场需求的催生下,如雨后春笋。这些异彩纷呈的水处理技术,。传统的阻垢效果评价监测方法?.采用阻垢率作为阻垢效果的评价指标,基于称量垢重的监测推算方法,不仅引入的误差较大,也难以实现实时在线监测,又无法同时满足实验室检验和现场实际换热器在线监测的需求。因而难以正确引导水处理技术的健康发展,也难于适应行业规范管理和用户选型的需要。针对传统阻垢效果的动态模拟实验方法的不足,我们提出了可以进行实时、在线监测的阻垢效果评价新方法【2】。本文对新方法与传统方法所依据的基础定义式的一致性、评价的等效性进行了论证,对新方法的优越性作了简要的论述。 J: 1 I R,=寺一寺=尺一Ro (1) Irk f、n [41: Ra=Rl。十R.+R2f (2) 这里尺。为换热面两侧均清洁无垢时的换热热阻,它包括壁面热阻R。和两倒壁面与流体的换热热阻R【,的R2,(图1 (a】)。污垢沉gq,N (时洁净 m污染图I换热面清洁和有污垢时的热阻 R=Rl,+Rsa+R。+R月+R2f (3) 式中,R为换热面两侧分别积有热阻为Rn和Rm的污垢时的换热热阻;R【,和Rzj-#别为两删污垢层与流体的抉热热阻(图2b)。如果假定污垢层与流体的换热热阻和金属壁面与流体的换热热阻相同,(3)一(2)有: 一140一尺n+Rn=R—Ro (4) 式(4)表明,污垢热阻可通过清洁状态和积垢状态下总传热系数K。和K的测量而确定。但是基于式(4)或式(1)的间接测量只能给出时间上和一定范围空间上的平均热阻,这就难以满足现代技术对测试仪器的实时、高效、灵敏、准确的要求,为了弥补这一不足,我们直接从热阻的定义式R=At/q出发, 测得污垢层内外面的温度(图2)和传递的热流密度,即可得出污垢层的热阻: R,=(T■一L)/q 图2换热面一侧清洁,另一侧有拧垢时的熟阻(5) 实际上,将式(2)、(3)中的各串联热阻以各层两侧的温差除以相同的传递热流密度表示为(参阅图1): Ro:五!二玉+蛐+—T,2-—Tb2 (2n) 日:Tbt--T,I+:!d—.::—.!≥!+玉-!二曼2,Tw2-T,2+ t2 n2 (3a) 考虑到金属的导热系数高,壁面厚度又不大,可认为L二=了乙l=丁。,同时为简便计算,假定只有右侧壁面积有污垢. 则n=L1=R=Lp 于是式(3