多级闪蒸海水淡化系统中结垢过程的数值模拟

以多级闪蒸海水淡化预热器为研究对象,运用Fluent软件对换热管内的析晶污垢形成过程进行数值模拟。通过编写UDF在控制方程中添加组分源项,修正流体组分的浓度分布,同时考虑H_2O分子对析晶污垢生成速率的贡献,使模拟结果更符合实际情况。探讨了流速、壁面温度对污垢形成速率的影响以及管道径向和轴向方向的析晶规律。以CaSO_4·2H_2O污垢在换热管表面的形成过程为例,验证了提出的模型和求解方法。结果表明:污垢的净生成率随管内流速的增大而降低,随壁面温度的增大而显著增大,且流速的适宜取值范围为1.0~1.5m/s;污垢热阻随管内流速的增大而减小。沿径向方向即从管道中心到管壁,污垢生成速率逐渐增大,而沿轴向方向,管子入口处的污垢净生成率最小。