CO_(2)化学吸收系统的垂直管式降膜再沸器传热传质研究

针对CO_(2)化学吸收系统中存在的高再生耗能和吸收剂长时间高温受热产生热降解的问题,提出了一种新型管式降膜再沸器。通过对降膜流动特性分析,开展了液体分布器结构优化设计研究,并且在200m^(3)/h烟气CO_(2)化学吸收中试平台进行了系统热工实验,以验证降膜再沸器的传热传质性能并寻找最优操作参数。通过降膜流动实验发现,优化接管开孔和分布槽孔径后的液体分布器不均匀度可显著降低至0.026。结果表明,随着管内液相流速的增加及层流与湍流状态的转变,降膜再沸器总传热系数呈先减小后增大的趋势。同时,随着蒸汽质量流量由60kg/h增加至70kg/h和80kg/h,再生率可由10%左右上升至20%左右,最高可达到24.7%,从而促进了胺溶液的二次解吸。增加蒸汽流量和胺溶液进口温度,降膜再沸器热流量逐渐增大,整体传热性能逐渐增强,总传热系数随之增加。所开发的CO_(2)化学吸收管式降膜再沸器,实现了降低吸收剂在再沸器内停留时间,同时提升了再沸器传热效率及胺溶液CO_(2)再生率,有望显著降低碳捕集再生热耗。

降膜再沸器液体布膜器性能研究

对降膜再沸器上常用的双切口液体布膜器进行单管布膜试验研究,测得最小成膜液体量和不同流量工况下的液膜厚度,为降膜再沸器工程设计提供了基础数据。进一步,利用有限元软件模拟该布膜器的流场分布情况,发现在切口附近液体分布不均;针对这个问题,提出在切口处增加引流挡板,并模拟改进后液体布膜器的流场分布情况,发现切口处液体局部汇聚情况得到明显改善,为后续降膜再沸器优化设计提供指导。

新型旋流布液器成膜性能实验研究

布液器是降膜蒸发器的关键部件。文章针对现有布液器存在的不足,开发了一种新型旋流布液器。该布液器为切向开槽结构,槽一侧与管内壁相切,另一侧延伸一定长度与管内壁形成导流结构,下端与换热管通过螺纹连接。在有机玻璃实验装置内对新型旋流布液器和切向槽型布液器形成液膜等性能进行了系统的对比研究。实验结果表明:只要合理控制流量,两种布液器均能连续稳定成膜,不会出现“干管”现象;新型旋流布液器的最小成膜流量更小,成膜的流量范围更广,说明其操作弹性更大;在相同流量下,新型旋流布液器比切向槽型布液器形成的液膜厚且流速小,因此液膜稳定性更好,同时液膜在换热管内的停留时间更长,换热效果更好。

关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究

降膜蒸发器的大型化和应用日益广泛,本文对其关键部件-布膜器进行深入研究,通过对布膜器的结构参数和工艺参数的分析,使降膜蒸发器更好地服务于用户。

降膜式蒸发器在制冷空调领域的应用价值研究

针对一些专业技术人员对降膜式蒸发器在制冷空调领域应用价值的质疑进行分析。首先,对影响满液式蒸发器换热性能的主要因素进行分析,指出由于结构的局限,满液式蒸发器的传热系数较换热管在纯沸腾状态下的传热系数会有一定程度的衰减;其次,通过阐述笔者的降膜式蒸发器研发思路,提出降膜式蒸发器的传热系数理论上可接近换热管在纯沸腾状态下的传热系数;然后,对实际工程中应用的降膜式蒸发器的传热系数与满液式蒸发器无太大差异的原因进行分析,指出降膜式蒸发器实际性能不佳通常为布液器布液不均所致;最后,通过分析指出降膜式蒸发器的最重要优点是不容易出气带液且易于回油,并通过其在3个极限工况的技术优势阐述降膜式蒸发器对于制冷空调系统运行稳定性和可靠性的贡献。

大型降膜蒸发器液体分布器的设计

为使大型降膜蒸发器的液体分布器能够稳定均匀地布膜,必须对其进行合理的设计。通过对分布器的结构、分布盘筛板上的布孔方式、主要结构参数和工艺参数等方面进行分析探讨,确保了分布器的良好性能。实验和应用证明:据此设计的盘式分布器能满足均匀布膜的要求,适于大型降膜蒸发器。

大型竖管降膜蒸发器液体分布装置的研究

介绍了适用于大型竖管降膜蒸发器的多层喷淋盘式分布器的结构 ,对组成分布器的分布盘及初始分布装置的主要参数进行了分析 ,提出了设计、计算的公式和依据 ,并通过实验进行了验证。

竖管降膜蒸发器内液体分布器的研究进展

对小型竖管降膜蒸发器和大型竖管降膜蒸发器内液体分布器的型式、特点和应用作了介绍,分析了液体分布器的研究现状。报道了可调齿缝型液体分布器、伞板型液体分布器、再分布型布膜器、多层喷淋盘式分布器、管外多层淋降式分布器等液体分布器的新型式,进而给出了液体分布器的选择原则,并对液体分布器的研究前景和面临的问题作了展望。

竖管降膜蒸发器的性能研究

为了给竖管降膜蒸发器的设计提供依据,对降膜蒸发器的总传热系数的计算进行了讨论。分析了采用螺旋型分布器时的压力降。通过实验对所确定的公式及算图进行了验证。

一种吸收式机组液体分布装置研究

吸收式机组以水和溴化锂作为工质可以有效利用低势热能而节约高品位的电能,已经逐渐成为一项重要的节能技术。吸收器的传热传质好坏对吸收式机组的总体性能有重要的影响,而传热传质的效果主要受传热管表面的液体降膜好坏影响。液体分布器是实现吸收器内液体降膜的主要部件。本文对一种垂直降膜吸收器的液体分布器进行了实验研究。对16和28的光管与强化换热管表面进行了降膜实验。所研制出的液体分布器系列产品已经成功应用于垂直降膜式吸收式机组。

竖管降膜蒸发器多层筛板液体分布装置的研究

本文介绍了用于竖管降膜蒸发器的多层筛板液体分布器。通过对多层筛板分布器的测定，找出了降流密度与分布不均匀度之间的关系以及粘度对分布不均匀度的影响，提出了在冷模状态下最小降流密度的设计参考值。

多层喷淋盘式分布器的初始分布装置设计

为了保证应用于竖管降膜蒸发器的多层喷淋盘式分布器的布膜效果 ,其初始分布装置设计应合理。指出 :初始分布装置由分散盘和挡圈组成。分散盘由挡圈、底板及周向均布的支撑筋板组成。挡圈由筒圈及周向均布的支撑筋板组成。对分散盘的直径、堰高、齿缝及挡圈的直径、高度等结构参数的确定进行了讨论 ,给出了相应计算公式。通过实验进行了验证 ,取得了满意的效果 ,可作为多层喷淋盘式分布器的设计依据。

竖直管降膜蒸发器冷膜成形及流动特性数值模拟

对单层布液盘和锥形插件组合作用下的多管管束的流动特性和成膜过程进行了CFD数值模拟。采用VOF多相流模型和RNG k-ε湍流模型,三维双精度求解,以空气和水作为工质,边界条件设置为速度入口和压力出口。通过管内液膜形成、出口截面液相分布、降膜管进出口流量变化等方面研究表明,带插件的布液器能很好的改善布膜的均匀性和稳定性。基于液相体积分数,计算分析了管内液膜平均厚度及平均流速,在流量达到一定值时,液膜厚度趋于定值1.28 mm左右,继续增大流量,流速会成比例增加,不利于连续液膜的稳定,也不利于介质在降膜管内的充分蒸发。

溢流式布膜铝板液膜厚度和润湿特性实验研究

为了探索高雷诺数(Re>700)时平板降膜厚度规律和溢流式布膜方式下的润湿特性,设计并搭建了垂直铝板降膜实验台,采用电容测厚技术测量了Re为660~1390时冷态水膜瞬时厚度的变化情况。利用文献数据着重分析了流动长度和Re对平均液膜厚度的影响,并通过图像处理法计算了加湿过程的润湿面积。实验结果表明:在研究工况范围内,随着Re的增大,液膜厚度的最大值、最小值、平均值、标准偏差、波动振幅均存在上升趋势;不同流动长度处液膜厚度存在较大差异,拟合出流动长度L为0.43 m处的平均液膜厚度的经验关联式,计算值和实验值的相对误差控制在±6%范围内;层流向紊流转换的临界Re约为500,临界Re之后的平均液膜厚度随Re的增长速率要高于之前的;在Re为15~200时,润湿比随着Re增加呈现波动增大的趋势,预测平板最小润湿流量约为0.27。

竖管降膜蒸发器分布器的实验研究

为获得适用于竖管降膜蒸发器的高效液体分布器,对不同结构参数的齿型分布器、锥型分布器和螺旋型分布器进行了冷膜和热膜实验。实验结果表明:通过改变螺旋型分布器的结构参数,可使其具有较高的操作弹性以适应不同需要,但压力损失较大。当用于光管降膜蒸发器时,螺旋型分布器的总传热系数明显高于齿型分布器和锥型分布器的总传热系数。综合分析得出螺旋型分布器的综合性能最优。

水平管降膜蒸发器的液体分布器设计及传热性能研究进展

综述国内外水平管降膜蒸发器在传热性能方面的研究进展,对喷淋板式、喷淋管式液体分布器有关尺寸的设计方法进行了介绍,提出了水平管降膜蒸发器目前需要解决的问题。

葡萄糖溶液板式外流降膜蒸发布液装置实验研究

以葡萄糖溶液为实验介质 ,比较了筛盘式布液装置和均流板式布液装置的布液性能 ,讨论了影响布液性能的主要因素。实验结果表明 ,均流板式布液装置优于筛盘式 ,其布液均匀 ,成膜稳定 。

垂直降膜式吸收机内布液器的实验研究

吸收式热泵技术由于能有效利用低势热能而节约高品位的电能,已经成为一项重要的节能技术。吸收器是吸收式热泵的最重要的部件,其性能主要取决于换热管的传热与传质系数,而传热管表面液体降膜状态对传热和传质系数将产生直接影响。布液器是实现液体降膜的关键部件,而目前国内外鲜有相关研究。针对这种现状,共试制了四种规格的布液器样品,针对Φ19和Φ25的紫铜光管与强化换热管进行了管外垂直降膜布液实验,得到了各种布液器布液流量与静液柱高度关系的实验数据,并且拟合了布液器的流量系数与雷诺数的函数关系。根据实验结果提出了优化布液的方法,并用于指导热泵机组的设计。优化后的布液器已经被成功应用于国内首台供热量为1.3MW垂直降膜式吸收式热泵机组样机。

多层喷淋盘式分布器的边缘效应

介绍了多层喷淋盘式分布器的结构,提出并分析了多层喷淋盘式分布器存在的边缘效应现象及影响。指出了边缘效应主要是由料液在分布盘上的流动不均而造成的液面落差及落入边缘降液管的料液量不同而引起的。为保证分布器的正常运行,应对边缘效应进行处理,可通过改变孔径、减小布孔数量及增加分布盘的数量等措施予以消除或改善。通过试验进行了印证,获得了满意的效果,为多层喷淋盘式分布器的设计提供了依据。

竖管降膜蒸发器多层喷淋盘式分布器的流量计算

为了为应用于竖管降膜蒸发器的多层喷淋盘式分布器的结构设计提供理论依据,对该分布器的流量计算公式进行了推导。多层喷淋盘式分布器的流量计算应按薄壁孔口出流和管嘴出流2种情况分别处理。给出了相应的计算公式,并进行了分析。以此为依据可确定各分布盘上筛孔的直径,给出了计算方法。用此方法对分布器进行了设计,进而通过实验验证了其精确性。