规整填料结构对HD低温蒸发系统中蒸发器性能的影响

为了研究HD低温蒸发系统中波纹板规整填料蒸发器的性能,采用计算流体力学软件FLUENT,对填料通道内废水与空气两相之间逆流接触的流体运动、传质传热过程进行了研究。结果表明:随着波宽的增大,气相出口空气中水蒸气含量先增大后减小,而且气相出口空气温度随着波宽的增大也出现先增加后减小的变化趋势,二者都在波宽为6 mm(宽高比为1.2)时最大;随着波纹倾斜方向与液滴喷淋的夹角增大,气相出口空气中水蒸气含量先增大后减小,气相出口空气温度也出现先增大后减小的变化趋势,其中,在夹角为45°时的填料内部气相出口空气水蒸气含量和空气温度最大,此时填料内部空气与液滴之间传质传热效率最高。由此可得规整填料蒸发器的波纹波宽和波纹夹角对蒸发传质传热的影响都存在1个最佳值,为规整填料的结构参数优化提供了理论依据。

桨叶干燥机的内部流场数值模拟分析

桨叶干燥机是目前应用比较广泛的污泥干化处理设备,桨叶干燥机结构简单、紧凑,运行过程中不产生高温和高浓度粉尘,安全性高。以实物样机为参考进行建模,利用计算流体力学(CFD)软件对桨叶干燥机内部推料过程和污泥蒸发过程进行模拟研究。结果显示,圆盘刮片式桨叶具有搅拌作用,可以加速污泥的热量传递,有利于污泥水分进行蒸发,并且有明显的轴向推料作用;污泥蒸发过程的模拟利用UDF自定义蒸发模型,污泥进入到干燥机中经历了快速的升温、饱和温度下的蒸发过程,在出口附近的刮片附近蒸发过程减弱,污泥含水量趋于平稳。模拟结果可为改进桨叶干燥机的结构和提高干燥机的干化效率提供了参考。

MHD低温蒸发系统内填料蒸发器蒸发过程的研究

MHD(Multistage humidification-dehumidification)低温蒸发技术,可以用太阳能、余热或废热为热源,低成本地处理高浓度污水,且蒸发温度低、节能效果显著。其中的填料蒸发器是一个重要部件,其特点是传热传质效率高、结构紧凑。本文基于非稳态三维气液流动,研究了填料蒸发器内的蒸发过程,包括液相颗粒质量变化、温度分布以及水蒸气浓度分布,揭示了填料蒸发器内废水原液蒸发及对干燥空气加湿的规律,为MHD低温蒸发系统填料蒸发器的结构性能优化以及蒸发系统整体性能计算提供了依据。

HD低温蒸发系统中填料蒸发器传质传热的分析

通过研究系统中填料蒸发器的蒸发传质传热过程以及两相流动特性,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)中离散相与连续相耦合的方法来模拟规整填料内部通道的蒸发传质传热过程,实现了填料蒸发器中两相传质传热的过程以及液滴流动的可视化,为研究气液两相在规整填料内的流动提供了一种模拟方法。通过与实验结果的比较,最终选用RNG k-ε湍流模型来分析规整填料内部气液两相传质传热以及流动情况。数值模拟研究了规整填料板间距对填料内部气液两相传质传热以及液滴运动影响,发现随着板间距的增大,填料内部压力降逐渐降低,出口空气中水蒸气的含量不断减小,液滴蒸发速率降低,液滴进出口质量差减小,气相出口温度逐渐降低,蒸发传质传热效率降低。随着气速的增大,出口空气中水蒸气的含量不断减小,液滴蒸发速率增加,气相出口温度降低,气液两相传质传热效率降低。

新型水-汽板式换热器的冷凝除湿性能研究

冷凝除湿在废水处理和石油化工等行业中应用较多,板式换热器因具有结构紧凑、单位体积内换热面积大、传热系数高等优点,逐渐在冷凝除湿环节得到应用。但由于板式换热器中流体流动和相变的复杂性,对其研究、计算和分析比较困难。利用试验和CFD数值模拟方法,研究了新型水-汽换热器不同结构参数的换热板对冷凝除湿性能的影响。结果表明,随着换热板波纹倾角的增大,流体边界层分离越来越明显,湿空气含湿量减小;随着换热板波纹高度的增大,流动死区减少,流体分布越来越均匀,冷凝除湿效果增强;随着换热板波纹间距的增大,换热板换热面积减小,扰流程度大大降低,湿空气冷凝除湿效果变差,但压降有效降低。