强制循环蒸发器的设计计算

强制循环蒸发器广泛应用在石油、化工、冶金、制盐、食品和其他工业部门.它适合于蒸发浓稠和带结晶的溶液.由于能显著提高生产强度和改善操作条件,所以在技术上有一定的优越性.一般认为强制循环蒸发器的传热系数比自然循环蒸发器的大.但明显缺点是能量消耗大,每平方米加热面积约需0.4～0.8千瓦.因此。

外循环蒸发器在原料药生产中的应用与发展

在原料药生产过程中,蒸馏浓缩回收提纯是生产工艺中不可缺少的步骤。传统合成制药工艺采用搪玻璃反应罐外夹套加热,在真空条件下的静态蒸馏方式,设备能耗高,工艺时间长,生产效率低。通过技术改造引进自然外循环蒸发器先后应用于回收粗乙醇工艺和合成水解浓缩工艺,提高了生产效率,节能降耗,为规模化、集约化生产奠定技术基础。随着市场竞争的日益激烈,要求产品质量的不断提升,采用自然外循环蒸发器浓缩末期终末点不易于控制,水分波动较大。后期通过技术研究,采用强制外循环蒸发器进行对比试验,使产品的水分均一性提高,产品的质量得以提高,外循环蒸发器得到了发展。

重力再循环蒸发器流路优化与性能研究

重力供液再循环蒸发器受到工作原理的限制,其流路结构不能借鉴直接膨胀供液系统蒸发器的流路结构。本文首先阐明了重力再循环制冷系统蒸发器流路的优化原则,设计了两种蒸发器流路结构,其中第一种为重力供液系统常用的流路结构,第二种为经过优化的流路结构,在此基础上搭建了重力再循环蒸发器实验台,通过实验对优化前后的蒸发器进行性能对比与分析。研究表明,在保温体温度一定的情况下,经过优化的蒸发器因其每个支路接触空气的平均温度相同,从而能保证并联四个支路制冷剂侧有相同的循环倍率和相同的平均传热温差,经过优化的蒸发器具有更好的性质,尤其在-25℃和-20℃工况下,第二种(改进型)蒸发器比第一种(传统型)蒸发器有更高的单位面积传热量,制冷量分别增大60.3%和44.1%,性能系数分别提高16%和13.8%。

再循环蒸发器制冷系统的实验研究

基于热虹吸原理的再循环蒸发器,以增大制冷剂流速为主要的强化换热手段;从而改善蒸发器的换热,增大传热系数,提高效率。对不同工况下的再循环制冷系统作了性能实验研究,初步掌握了其工作特性。在低温工况下,再循环蒸发器比普通蒸发器有更佳的传热特性与传热效率,且不增加附加能耗。

强制循环蒸发器的非线性解耦控制

强制循环蒸发器是一个多输入多输出的且回路间存在着较强耦合的强非线性的复杂化工过程。针对单纯的采用常规控制方法很难满足实际的工业要求的问题,在深入研究上述过程的动态特性的基础上,根据模型的结构特点,采用全局输入输出反馈线性化的方法实现了其解耦控制,并证明了系统的零动态稳定性。通过仿真表明采用全局输入输出反馈线性化解耦方法能够有效地解决系统的强非线性对系统带来的影响,而且还能消除密度回路与液位回路间的耦合作用,该方法对提高产品质量和提高系统的蒸发效率具有重要意义。

自然循环蒸发器中氯化钠大晶体的生长控制

研究了岩盐卤水在添加剂烷基磺酰氯存在下氯化钠大晶体的快速生长控制机理。对不同烷基链长度及浓度对影响晶体生长的条件作了探讨,得到了最优化方案。用自然循环蒸发器代替强制循环式结晶器,解决了结垢及容易堵塞管道以及需要定期清洗设备的弊端,降低了能源消耗,节约了生产成本,提高了氯化钠纯度。

逆热虹吸式自然循环蒸发器的传热与两相流动研究

本文研究了逆热虹吸式自然循环蒸发器中流体在加热管内向下流动、上升管内向上流动时的传热和流动规律。分析了在加热管内向下流动,上升管内向上流动时的传热和流动规律。分析了在加热管中液体温度下降产生汽化的条件,研究了起始汽化高度、上升管内的汽液两相流流型及其对汽液间传热的影响。文中还对蒸发过程进行了分析,探讨了逆热虹吸式自然循环蒸发器操作的稳定性等问题。

外循环蒸发器未能达到生产能力的原因

外循环蒸发器在制药工业生产中应用比较多见,如在龟苓膏、刺五加药业生产中都有应用。外循环蒸发器为循环进料、间断出料,循环蒸发至最后的出料浓度往往都比较高。近年来有些蒸发器并未达到生产设计能力,其主要原因是:设计参数不十分清楚;设计者对物料特性了解掌握得不透;蒸发器换热面积计算偏小;结构设计不尽合理。

制冷剂流量和风量对再循环蒸发器传热性能影响

蒸发器超倍供液系统中的制冷剂有较大流速,增加了液体制冷剂和蒸发管内表面的接触,从而改善换热,增大传热系数,提高蒸发器的效率。本文对再循环蒸发器制冷剂流量和配用风机的风量对蒸发器的净制冷量的影响作了理论计算分析,为合理设计再循环蒸发器提供了理论依据。

一种新型蒸发器——底热式自然循环蒸发器

本文介绍了一种新型蒸发器—底热式蒸发器。该蒸发器不仅具有较高的循环动力和传热系数 ,还能有效地抑制溶液在加热面的汽化和晶析。

逆热虹吸式自然循环蒸发器的计算

本文在分析逆热虹吸式自然循环蒸发器中的流动和传热的基础上,提出了同一循环回路中流体力学计算和传热计算相结合的数学模型,确定了计算的步骤,编制了计算程序。计算结果与实验数据符合良好。文中还就真空蒸发时实现逆循环的困难及解决的方法作了讨论。

四种制冷剂重力再循环蒸发器的理论计算与实验研究

本文建立了均相流模型,对四种制冷剂重力再循环蒸发器进行理论分析,并搭建重力再循环制冷系统实验台,在不同工况下对比了实验结果与理论计算结果。以R404A为例,当保温体内空气温度从0℃下降到-25℃时,传热系数的理论值与实验值的偏差从15.91%逐渐减小到3.01%,制冷量的理论值与实验值的偏差从14.43%逐渐减小到2.07%。保温体内空气温度越低,偏差的幅度越小,重力再循环制冷系统的运行状态和理论运行状态较吻合。应用该模型对四种制冷剂运行状态进行预测,预测结果表明:相比于其他三种制冷剂,当液柱高度较低时,R410A的传热系数和制冷量最大。

外循环蒸发器设置热泵的应用效果

外循环蒸发器的工作原理与降膜式蒸发器的工作原理不同,它是在加热蒸发过程中靠料液的密度差形成循环并蒸发,要求加热温度较高,加热温差较大,加热壳程一般是正压加热,它是间断进料间断出料。如果在蒸发器中引入热泵抽吸二次蒸汽作为一部分加热热源,通过计算看其节能效果怎样。

外循环蒸发器设计的几点注意事项

外循环蒸发器适合耐热温度较高、浓度较高、易结垢结焦甚至有微量结晶物析出的物料的蒸发,在医药、食品及污水处理行业仍有应用。每家生产的外循环蒸发器结构也都不尽相同,在应用过程中出现的问题也不少,如物料在蒸发器中结垢结焦速度加快、循环速度时快时慢;由于物料特殊,在蒸发过程中起泡严重、甚至造成跑料,蒸发器不好操作、不好控制等。该文仅以外循环蒸发器在中草药汤汁浓缩为例加以阐述,在外循环蒸发器设计时应考虑的物料与热量衡算、蒸发器结构尺寸等问题,以及外循环蒸发器应用中存在的问题及解决方法。

供液压头和蒸发温度对再循环蒸发器循环倍率的影响

在重力供液系统中,供液压头大于蒸发器对冷媒的阻力,液体冷媒就可以在蒸发器与汽液分离器的回路中再循环,再循环作用的强弱用循环倍率表示。循环倍率与供液压头和蒸发温度有关。这里推导了运用均相流模型计算蒸发回路各种阻力的计算公式,针对一小型制冷系统和专门设计的再循环蒸发器,进行阻力平衡计算。在此基础上,用空气侧热平衡法对该制冷系统进行了供液压头与蒸发温度和循环倍率的相互影响实验。结果表明：所推导的阻力计算式具有工程应用精度;蒸发温度升高循环倍率减小,且蒸发温度较低时循环倍率的变化率较小,反之亦然;供液压头增大循环倍率增大,而单位供液压头引起的循环倍率变化却随压头的增大而减小,该变化率还随蒸发温度的升高不断缩小;循环倍率有最优值,推荐的循环倍率应在4~5之间。

重力再循环蒸发器与直接膨胀蒸发器的实验性能研究

在不同工况下采用R404A作为制冷剂对重力再循环蒸发器和直接膨胀蒸发器进行了实验性能研究。搭建了兼具重力供液和直接膨胀供液制冷系统的试验台,在冷库温度为0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃五种工况下,利用热平衡法测得了不同供液形式制冷系统的制冷量以及蒸发管路上若干测点的温度。对实验数据进行了整理和理论分析,得到2种蒸发器在不同工况下制冷量的变化规律以及2种蒸发器在不同工况下传热温差和传热系数沿管长的变化规律。

自然循环蒸发器内流动和传热的数值模拟研究

为了深入研究自然循环蒸发器的传热机理,对自然循环蒸发器的流动和温度场进行了数值模拟,模拟结果与试验数据进行比较,验证了数学模型是可靠的。在此基础上,讨论了热流密度对管内温度分布、循环速度、沸腾高度、沸腾点温度以及传热温差的影响,模拟结果对自然循环蒸发器的设计提供了重要参考意义。

循环蒸发器产生裂纹原因的分析

针对循环蒸发器产生裂纹的现象,主要从应力腐蚀的角度结合实际生产情况对碳钢的腐蚀断裂情况进行了较为详细地分析与探讨,认为应力腐蚀是造成循环蒸发器裂纹的主要原因。针对腐蚀原因,结合实际提出了解决问题的对策措施。

基于逆系统方法的强制循环蒸发器非线性控制

强制循环蒸发器是典型的多输入多输出强耦合非线性系统,常规的线性控制方法难以满足高性能控制的要求.在对强制循环蒸发器结构和工艺过程深入分析的基础上,建立了其非线性动态模型.然后采用逆系统方法设计了状态反馈控制器实现闭环系统的精确线性化和解耦.最后,对得到的伪线性化系统利用最优控制理论设计优化控制器.仿真结果表明:与传统PID控制器相比,提出的非线性控制策略能有效提高强制循环蒸发器的动态性能.

外热式自然循环蒸发器的流动传热模拟

为了进一步研究外热式自然循环蒸发器换热管内的流动和传热规律,本文采用Mixture多相流模型对自然循环蒸发器进行了数值模拟。模拟结果发现管内温度在沸腾点之上沿轴向呈线性分布,热流密度对沸腾高度、沸腾点温度和传热温差影响较大,对循环速度的影响不大。模拟结果与实验数据相吻合,可以为自然循环蒸发器的研究和设计提供指导。