污垢对城市原生污水换热的影响

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1、硕士学位论文污垢对城市原生污水换热的影响ResearchontheHeatExchangesofUrbanOriginalSewagebyFouling作者：戴行楠导师：吴学慧副教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TU831.7学校代码10290UDC628.1密级公开中国矿业大学硕士学位论文污垢对城市原生污水换热的影响ResearchontheHeatExchangesofUrbanOriginalSewagebyFouling作者戴行楠导师吴学慧申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业供热、供燃气、通风及空调工程研究方向城市污水热能资源

2、化答辩委员会主席岳丰田评阅人张少凡、余延顺二○一五年五月论文审阅认定书研究生戴行楠在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢作者本文是在导师吴学慧的悉心指导下完成的。自从研究生入学开始，吴学慧老师便开始指导我的论文工作，从实验台的搭建、研究内容及研究方法等各方面孜孜不倦的指导。在本课题的研究中，导师给予了耐心的指导，为论文的进行指明了正确的

3、分析方法和科学的研究途径，才有了我的毕业论文。导师渊博的学识、严谨的治学态度和务实的作风深深的影响着我。在此，谨向吴学慧导师致以最崇高的敬意与真挚的谢意！感谢高涛、魏京胜老师在论文中给予的意见和帮助。感谢我的师兄钟益，师弟妹常小涛、武伟、孙晓鹏、李丹阳给予的帮助和鼓励。感谢我的同学周永阳、谢亚晨、马玉琦、衡文佳在生活和学习中的关心和帮助，你们的存在给我的研究生生活带来了更多的欢乐和感激。愿我们大家的友谊天长地久。感谢我的父母亲人，是你们一如既往的支持，让我完成了研究生学业。你们的爱是我奋斗和前进的动力。衷心感谢各位专家、教授和学者对本文的审阅和

4、指导。摘要污水源热泵技术是一种能够有效利用可再生能源和低位热能的技术，在技术、经济及节能方面都有很大的优势。但污水换热过程中污垢的存在使系统效率大幅度降低，研究污水源热泵换热设备中污垢生长对污水换热的影响是了解并解决这一问题的关键，相关研究已经展开，但是基本都仅从宏观角度，通过实验或实测来研究污垢生长特性及其对污水换热的影响，并没有从微观成垢角度考虑。论文围绕污水对换热设备的污染问题，对换热管内污垢生长特性，污垢导热系数及污垢热阻、生长稳定期污垢对污水换热的影响等方面进行了分析，旨在从微观成垢角度来研究污垢对污水换热的影响，为防、除垢提供依据。

5、污垢的生长特性研究是本文研究的基础。论文以生物膜CA模型为基础，根据管内污垢生长条件修正模型，计算得到污垢生物膜生长过程中各项参数的变化，并分析了影响污垢生物膜厚度变化的因素。为得到污垢热阻增长模型，生物膜的导热系数是必须研究的内容。论文引入分形理论，确定了生物膜孔隙率分形维数及变化常数。根据生物膜微观结构，应用热阻模型方法，建立生物膜剖面热阻模型，得到了生物膜导热系数关系式。并根据污垢生物膜生长模型及生物膜导热系数值得到污垢热阻增长模型。研究生长稳定的垢层对污水换热的影响，论文通过实验与模型的比较，分析得到污垢热阻并不是污垢对污水换热唯一的影

6、响因素。论证了生物膜垢层壁面可以作为粗糙壁面研究，分析得到生长稳定的生物膜垢层对污水换热起到一定增强作用。以当量厚度，来描述生物膜垢层对污水换热的增强作用，其与生物膜厚度综合描述了污垢生长对污水换热的影响。本文提出可以利用粗糙壁面与生物膜导热热阻模型来综合分析污垢生长过程对污水换热的影响，为防垢、除垢提供准确的依据。本论文有图34幅，表18个，参考文献112篇。关键词：生物膜厚度；生物膜导热系数；粗糙壁面；增强换热IAbstractWatersourceheatpumpsystemsisaneffectiveuseonrenewableener

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

8、dsolvetheproblem.Inthemeantime,researchhavealreadystarted,whichfocusonstudy