Modeling and numerical simulation of fouling on heat transfer surfaces

传热表面污垢的建模与数值模拟

• 批准号: 5189316
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Matthias Bohnet
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1998-12-31 至 2001-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5189316?language=en
• 关键词: Modeling; numerical; simulation; fouling; heat

Die unterschiedlichen Foulingmechanismen, die in der industriellen Praxis fast immer in Kombination auftreten, entziehen sich bisher einer analytischen Berechnung. Für das Kristallisationsfouling gibt es am Institut für Verfahrens- und Kerntechnik entwickelte Modellansätze. Diese sollen mit Hilfe eines geeigneten Strömungssimulationsprogramms in eine numerische Simulation eingebunden werden. Hierzu erfolgt zunächst die Beschreibung der Strömung und des Wärmeübergangs an einer einfachen Geometrie, einer parallel angeströmten Platte. Darauf aufbauend wird der Stoffübergang mit Phasenwechsel flüssig/fest beim kontinuierlichen Kristallwachstum aus der Lösung berücksichtigt. Diesem Ablagerungsvorgang wird dann der Abtrag aufgrund der auf die Kristalle wirkenden Strömungskräfte überlagert. Die Simulation des Foulingvorgangs ermöglicht eine Variation der Betriebsparameter, wie z.B. Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Konzentration und wird mit experimentell gewonnenen Erkenntnissen verifiziert. In einem weiteren Schritt werden die Geometrie und Oberflächeneigenschaften der wärmeübertragenden Flächen verändert. Strukturierte Oberflächen, wie sie in Plattenwärmeübertragern eingesetzt werden, beeinflussen aufgrund der veränderten Strömungsführung und der damit verbundenen größeren Turbulenz sowohl den Ablagerungs- als auch den Abtragungsvorgang. Die Erkenntnisse des Einflusses der Rauheit und der Oberflächenenergie spezieller Oberflächen auf die Keimbildung und die Haftkraft zwischen Kristall und wärmeübertragender Fläche werden dabei berücksichtigt.

在工业实践中，不规则的污垢机制总是快速地组合起来，因此需要进行分析。Für das Kristallisationsfoulding gibt es am Institut für Verfahrens- und Kerntechnik entwickelte Modellansätze.这个问题可以用一个数值模拟韦尔登中的一个几何结构的Strömungssimulationsprogramms来解决。Hierzu erfolgt zunächst die Beschreibung der Strömung und des Wärmeübergangs an einer einfachen Geometrie，einer parallel angeströmten普拉特. Darauf aufbauend wird der Stoffübergang mit Phasenwechsel flüssig/fest beim kontinuierlichen Kristallwachstum aus der Lösung berücksichtigt.这是一个非常复杂的过程，它将被描述为一个复杂的过程，一个复杂的过程。污垢寄生物的模拟只考虑了边界参数的变化，如z.B. Strömungsgeschwindigkeit，Temperatur und Konzentration und wird mit experimentell gewonnenen Erkennnissen verifiziert.在一个weiteren Schritt韦尔登die Geometrie und Oberflächeneigenschaften der wärmeübertragenden Flächen verändert。Strukturierte Oberflächen，就像Plattenwärmeübertragern eingesetzt韦尔登中的一样，会影响到veränderten Strömungsführung和damit verbundenen größeren Turbulenz sowohl den Turbulungs- als auch den Abtragungsvorgang。这种对能量的影响和对Oberflächenenergie的影响是Oberflächen对Kristall和Wärmeübertragender Fläche韦尔登的Kristol和Haftkraft的影响。