污水源热泵技术大讲堂(五)
城市污水流动与换热计算概论
张承虎1、杨海滨2、刘京1、孙德兴1
城市污水流动与换热计算概论
张承虎1、杨海滨2、刘京1、孙德兴1
（1．哈尔滨工业大学，哈尔滨150090；2．国内贸易工程设计研究院，北京 100069）
摘要：本文概述了城市污水的流变特性、热物性、流动阻力与换热计算的思路与方法。
关键词：污水、热泵、流动、换热
城市污水相对于暖通空调领域常见的流体，例如水、空气、制冷剂等，是一种全新的工质，其流动与换热特性不同于清水，绝对不可以套用清水的公式进行设计计算。下面将介绍近年来在城市污水流动与换热理论研究方面的一些重要成果。
1、城市污水热工特性
城市原生污水是一种典型的固液两相流体，为了便于实验和理论分析，作如下定义：
原生污水：直接从污水干渠中底部抽取的，没有经过任何物理、化学、生物处理的污水称为原生污水。水力连续滤面再生装置所要处理的就是这种污水，因此对其中的污物性状和分级浓度要有清晰的了解。
污水粗滤液：为了防止污杂物对换热设备阻塞，一般都要对原生污水进行过滤，滤网尺寸一般在3~5mm，经过这种粗效过滤后得到的只含有小尺度污杂物的滤液称为污水粗滤液。污水换热器所要面临处理的就是污水粗滤液。粗滤液的比热容、导热系数、密度等参数是对对流换热有真正影响的因素。此外，粗滤液的成分与换热器的软垢污染也是有很大关系的。
污水本体：污水粗滤液再经过滤纸过滤后所得滤液称为污水本体。
可以认为污水粗滤液是污水本体与小尺寸污物的简单物理混合，这一假设是合理的，同时使得问题的处理变得简单。由于一种液体中加入少量小尺度固体微杂物后形成新的固液两相流体与其本体在流变特性上没有本质上的变化，所以可对污水的本体进行流变实验，而且基于质量分数加权的混合流体的比热容、导热系数及基于体积分数加权的密度仍然是合理可用的。污水粗滤液的比热容、导热系数、密度按下式计算：
（1）
（2）
（3）
