国家自然科学基金(50976060)
- 作品数：9 被引量：50H指数：6
- 相关作者：史琳田磊杨倩鹏陈金春陈晓东更多>>
- 相关机构：清华大学厦门大学国家发展和改革委员会更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理一般工业技术化学工程金属学及工艺更多>>
- 苯扎氯铵与次氯酸钠对微生物污垢的抑制效果被引量：2
- 2018年
- 城市再生水中含有的细菌等杂质会在再生水源热泵系统的换热表面形成微生物污垢,影响系统的运行效率与安全性能.化学清洗是去除微生物污垢的常用手段,而苯扎氯铵与次氯酸钠是两种常见的杀菌剂.本研究通过向过滤水中加入菌液、葡萄糖等配置人工再生水,进行旋转挂片实验,流动条件下在挂片表面生成微生物污垢,并每天利用不同浓度的苯扎氯铵与次氯酸钠溶液浸泡污垢10min,随后利用精密天平、CLSM、SEM等多种检测方式考察两种杀菌剂的抑垢效果.结果表明,两种杀菌剂均能杀灭微生物污垢内绝大部分细菌,并显著抑制污垢的生长,而且该作用随杀菌剂浓度的上升而增强,但两种杀菌剂的杀菌机理存在不同.
- 常思远方宇晴史琳
- 关键词：苯扎氯铵次氯酸钠
- 微生物污垢的生长模型与受力分析被引量：8
- 2014年
- 换热设备表面形成的微生物污垢严重影响了换热效率和系统安全。为了减少微生物污垢,需要研究微生物污垢的生长机理和受力特性。该文采用3维细胞自动机模型,对微生物污垢进行了生长模拟,并模拟了混合菌种的相互抑制。针对微生物污垢形状多样的特点,提出了形状因子的概念,分析了形状因子与受力的关系。该文细胞自动机模型采用了换热设备的代表性菌种——枯草芽孢杆菌和鳗鱼气单胞菌。采用该模型模拟两种菌种的生长机理和相互抑制,结果发现换热设备抑垢应侧重于枯草芽孢杆菌。该文提出的形状因子能较好量化污垢形状,有效地描述了3种典型污垢形状。形状因子简化了污垢形状与受力的关联分析,有助于不同形状污垢的对比。
- 杨倩鹏陈晓东田磊史琳
- 换热表面镀银抑制微生物污垢综合分析被引量：10
- 2014年
- 换热表面形成的微生物污垢一直是严重影响换热效率和系统安全的重要问题.表面改性是有效抑制微生物污垢生长的措施,镀银又是表面改性手段中效果较好的一类。当前镀银抑垢研究主要集中在非换热表面,如果将镀银措施引入到换热表面,需要分析抑垢效果、换热变化和经济成本的综合问题。本文通过镀银处理的换热流道实验装置,获得镀银处理后有微生物污垢生长的换热装置的热阻曲线和厚度曲线,对镀银换热表面的抑垢效果、附加热阻、耐久度和经济性进行了全面讨论。结果表明,镀银抑垢效果良好,并且可以优化设计镀银抑垢方案,将经济成本控制在合理范围.
- 杨倩鹏田磊常思远史琳
- 关键词：镀银换热
- 基于再生水源热泵的城市污水处理厂冷热联供系统被引量：8
- 2010年
- 城市污水处理厂高耗能限制其运转及发展,基于能耗分析提出了污水处理厂资源能源综合利用技术路线。再生水源热泵回收污水厂外排水低温余热,将其提升后满足污泥高温消化等需热工艺;被吸取热量后低温水用于建筑制冷,形成再生水源热泵冷热联供系统。研究了冷热联供系统工况,以系统联合负荷收益性能系数为指标,提出夏季工况下联供系统最优制冷量即热泵蒸发侧吸热量,分析了蒸发温度对制冷效率影响。整体能流分析表明,再生水源热泵冷热联供系统可降低城市污水厂污泥厌氧消化处理工艺和建筑制冷供暖能耗,夏季和冬季工况节能率分别可达30%、40%。
- 田磊史琳吴静安青松施汉昌
- 关键词：热工学再生水源热泵
- 基于污水源热泵的污泥高温厌氧消化系统实验研究被引量：4
- 2011年
- 将污水源热泵应用到污泥高温厌氧消化流程,搭建了一套可同时实现污水热能资源化、污泥化学能资源化的实验系统.实验系统中,污水源热泵以污水处理厂二级出水为热源回收其中废热,所产出60℃—70℃中温热能供给热需求约为50℃的污泥高温厌氧消化工艺;高温厌氧消化工艺可快速、有效去除污泥中有机污染物,并产出清洁型能源沼气,而沼气可进一步用于污水处理工艺.实验系统设计了配备板式换热器的间接式污水源热泵系统、加热与维温分立的分块化污泥供热系统,提出了与污泥高温厌氧消化反应需热特性相匹配的热泵分段变工况控制策略.结果显示污水源热泵在供热水温50℃—70℃区间内稳定工作,可为高温厌氧消化提供连续、稳定热环境;供热系统负荷分配均匀,可保持高温厌氧反应器内±1℃温差;污泥水力停留时间5.5d时,挥发性悬浮固体降解率为52.2%,产气率平均为12.4m3/m3污泥(96%含水率).同时进一步利用实测数据分析了二级出水水温及水质对系统运行效率及稳定性的影响.
- 田磊史琳吴静赵鹏娟施汉昌
- 关键词：热泵二级出水污泥高温厌氧消化
- 热泵工况下竖直不锈钢表面微生物污垢动态生长行为被引量：11
- 2012年
- 城镇二级出水所含致垢微生物将导致其热能回用过程中在换热面上形成以微生物污垢为主的混合污垢,影响换热、流动效率。以可控微生物种类及浓度的模拟二级出水为介质,对典型热泵供暖、制冷工况下微生物污垢在模拟板式换热器的竖直不锈钢壁面上的形成过程进行了研究,关注起始阶段垢层微观结构演变与宏观垢量生长特性,并考查了流速、菌浓度对成垢过程的影响。实验表明:垢层微观结构演变与宏观垢量增长存在同步关系,污垢生长速率对应于微观结构演变;流速对于成垢过程影响呈非单调性;菌浓度低至103 CFU.ml-1(CFU,菌落形成数)时成垢量可忽略。实验结果可指导除垢时间点的选择及改进抑垢、除垢方法。
- 田磊杨倩鹏史琳陈金春
- 关键词：微观结构
- 不同营养下混合菌种微生物污垢生长机理与交互作用被引量：10
- 2013年
- 再生水源热泵能有效回用废热,但再生水换热器的微生物污垢问题一直没有完全解决,严重影响换热效率和系统安全。利用长期监测并且进行16SrRNA鉴定得到的再生水及其污垢中两种主要代表菌属芽孢杆菌属和气单胞菌属,在实验室内配制模拟流体进行混合菌种微生物污垢实验。通过在特制的机理流道上进行不同菌种比例和不同营养物质浓度的污垢生长实验,得出芽孢杆菌属和气单胞菌属的单独生长规律和混合生长规律,总结了混合生长时两种菌属的协同和抑制规律,同时考察了营养物质浓度对生长规律和交互作用的影响。结果表明:芽孢杆菌属成垢能力较强,细胞分裂速度高,耐贫营养能力强;气单胞菌属成垢能力弱于芽孢杆菌属,但分泌物生成速率高,可以与芽孢杆菌属协同生长;两种菌属交互作用在不同阶段和条件下,协同与抑制作用共存并轮流占据主导。
- 杨倩鹏陈晓东田磊史琳
- 关键词：混合菌种
- 基于分子动力学模拟流体输运性质的稳定性分析
- 2011年
- 利用线性响应理论对Ar流体输运参数进行了分子动力学模拟,结果发现:导热系数和黏度会随着自相关积分函数积分时间的增加而产生剧烈波动,而扩散系数却相对稳定.针对积分稳定性这一问题,对导热系数和黏度中的热流密度和应力张量进行了分解分析,发现含分子间作用力项是影响稳定性的最大因素.从牛顿力学出发对作用力项的影响机理进行了分析,指明减小这种影响的最主要方法是使在体系进行统计输运参数前达到稳定平衡状态,即最小的预平衡步数应该满足使体系达到该状态下熵最大或者能量最低,并尽量减小温度对体系的影响.同时,还对模拟盒尺寸、统计步长等因素对积分稳定性的影响进行了分析,给出了保持稳定性的建议.
- 陈俊史琳王楠毕胜山
- 关键词：分子动力学输运性质自相关函数稳定性
- 颗粒对换热表面微生物污垢形成影响研究被引量：8
- 2012年
- 城镇二级出水热能回用过程中换热表面产生微生物污垢与颗粒污垢等共生的混合污垢。为分析无机颗粒对微生物污垢形成过程影响,以可控微生物种类及浓度和无机颗粒含量的模拟二级出水为成垢介质,采用污垢质量测定、热阻实时监测、微观结构观察相结合方法研究了污垢形成过程特性,并分析了垢样组成。结果表明,微生物污垢与颗粒污垢间存在多重性交互作用,导致随颗粒浓度升高污垢质量呈增长趋势,而污垢热阻则先上升后下降。出现此结果的原因是,颗粒影响污垢组成、密度、导热系数、微观结构等,并使其呈现不同变化趋势。
- 田磊杨倩鹏史琳陈金春
- 关键词：微观结构污垢热阻
