半椭圆管水平降膜的传热特性

为提高降膜流动过程中的传热效率,搭建水平降膜传热性能测试装置,以水为系统循环工质,实验研究热流密度(0—5582 W/m 2)、喷淋密度[0.14—4.16 kg/(m·s)]和喷淋温度(20—40℃)对单根半椭圆管水平降膜管外传热系数分布和变化规律,并与相同管截面外周长圆管、椭圆管对比。结果表明:随着热流密度、喷淋密度和喷淋温度的增加,半椭圆管水平降膜管外平均传热系数不断增大,喷淋密度较小时,传热系数增加速率更大;沿管管截面圆周向角方向,半椭圆管、椭圆管和圆管的水平管外降膜传热系数变化趋势基本一致,先明显减小,最后略微增大;半椭圆管比圆管、椭圆管的水平降膜管外平均传热系数更高,具有重要的工程应用价值。

半椭圆管水平降膜液膜厚度影响因素研究

为研究半椭圆管在水平降膜蒸发时各参数对液膜厚度的影响与液膜分布规律,搭建了单根水平降膜液膜厚度拍摄实验台,用图像差值法研究了热流密度、喷淋温度、布液高度、喷淋密度对液膜厚度的影响,并比较了相同工况下不同管型的液膜厚度。研究结果表明:随着热流密度增加,平均液膜厚度减小;随着喷淋温度增加,液膜厚度减小;随着布液高度的增加,平均液膜厚度逐渐减薄,在布液高度很小的时候,换热管上部容易积液;随着喷淋密度的增加,平均液膜厚度逐渐变厚;对于截面周长相同的圆管,椭圆管和半椭圆管,在相同工况下,所有管型的换热管的液膜厚度在周向角上都存在一个最薄点,最薄点出现在90°附近,且半椭圆管的平均液膜厚度最薄。

水平管外降膜蒸发传热性能的实验研究

以水为介质研究了水平管外降膜蒸发的传热性能,并对喷淋密度和热通量等因素对传热性能的影响进行了分析,得到了传热系数关联式,该式的计算值与实验值相差在±10%以内。

逆向气流条件下半椭圆管外水平降膜厚度分布研究

为研究半椭圆管水平降膜厚度的分布规律,搭建逆向气流条件下水平降膜实验平台,并结合数字图像处理技术,研究逆流风速(0-5 m/s)和喷淋流量(0.025-0.221 L/min)对液膜厚度的影响。研究表明:逆向气流会对管外水膜产生影响,并存在临界速度;当逆流风速低于临界速度,液膜厚度沿圆周方向先减小后增大,与无空气流动时相似;当逆流风速超过临界速度时,液膜分布严重不均甚至被吹飞;随着逆流风速增大,平均液膜厚度先增大后减小;随着喷淋流量增大,平均液膜厚度持续增大;当喷淋流量减小、逆流风速增大时,平均液膜厚度减小。

机械蒸汽再压缩在水平管喷淋降膜蒸发装置的应用

在水平管喷淋降膜蒸发装置上,采用有利于实现蒸发液在蒸发器内空间蒸发的结构和调控条件,并配以机械蒸汽再压缩(MVR)系统,实现了低品位废热回收利用。针对Na2SO4废水蒸发进行了研究,设计建设了MVR蒸发装置。通过试验对废热蒸汽机械压缩蒸发过程的传热系数进行了分析,并对蒸汽参数变化对装置运行的影响进行了分析计算。试验证明:该装置具有较高的蒸发强度和较高的传热系数,且不易结垢,效能热功比达到20.4。

水平管喷淋降膜蒸发器多效蒸发工艺的设计计算

多效蒸发系统主要设计的任务是选定蒸发器及相应蒸发工艺流程.设计计算时选用水平管喷淋降膜蒸发器,蒸发工艺采用六体五效逆流进料真空蒸发,蒸发能力为45 t/h,通过实际工艺操作参数计算所需的换热面积,并以各效等加热面积为原则,采用试差法根据蒸发器的热量平衡计算出各效传热温差、传热量及传热面积.

水平管外降膜蒸发液膜流动状态及积垢分析

利用碱法麦草浆黑液作为工质,通过建立湍流数学模型对水平管外降膜黑液蒸发热传递积垢阻力情况进行研究,分析了水平管外降膜黑液蒸发的热传递、浓缩、黑液积垢现象,发现了水平传热管外有效减少黑液积垢和提高生产效率的热边界条件,得出对于一种较高固溶物质量分数的黑液,高Re值、低黑液与加热面温差、低加热温度是提高液体浓缩度和控制可溶物积垢非常有效的方法,同时也显示水平管外降膜黑液的成分越少越好,纯液体的蒸发速率是最好的。这个模型还可用来预测污垢的形成过程及积垢程度。

水平-竖直管降膜多效蒸发高盐废水处理系统

为克服现有的高盐废水多效蒸发能耗高的问题,提出了水平-竖直管降膜多效蒸发高盐废水处理系统。工艺流程的原理分析和工程实例计算证明,利用竖管降膜蒸发器生成的二次蒸汽作为水平管降膜多效蒸发系统的加热蒸汽,使废水在水平管降膜蒸发器内浓缩,可大幅度降低在竖管降膜蒸发系统内进行蒸发结晶的废水量,从而减少废水蒸发消耗的高温高压蒸汽量,因此该技术是具有发展前景的高盐废水处理节能新技术。

水平管降膜蒸发中强迫对流传质过程实验研究

对水平横管束降膜吸收器中,溴化锂溶液表面自然对流和强迫对流传质现象,分别在常压和负压下进行了实验研究。以惠特曼提出的"双膜"模型为基础,对实验结果做出了分析;以图线的方式,直观的比较了传质系数与压力,溶液表面对流情况的关系。得出了强迫对流对传质系数有很大提升的结论。

金属废水用水平椭圆管降膜蒸发器液膜流动分析

水平椭圆管降膜蒸发器是金属废水处理系统中的新型设备。用CFD的方法建立二维VOF两相流模型,对蒸发器进行数值模拟。分析了不同初始流速、不同管排间距、不同粘度条件下管外液膜厚度分布,并根据第一管排外液膜厚度沿周向角分布的模拟值,对Nusselt液膜厚度解析表达式进行了修正。

再循环系统中水平管式降膜蒸发器的性能研究

本文建立了VB语言编制的仿真程序进行数值模拟,分析了再循环系数等因素对水平管降膜蒸发器的换热性能影响。结果表明,若试图完全消除强化换热管束表面存在的"干斑"现象,则再循环系数的数值需大于1.5;降膜蒸发器的最佳再循环系数约为1.2,对应的综合平均降膜因子约为0.78。另外对于给定换热管束的降膜蒸发器应该具有合适的制冷剂液体再循环流量值,使得降膜蒸发器换热性能更高且避免制冷剂的过量浪费。

水平管外冷态降膜流动特性研究

采用VOF(volume of fluid)方法建立水平管外冷态降膜流动的计算模型,对冷态液膜流动条件下水平管外的液膜厚度分布以及流体速度分布规律进行研究,分析喷淋密度、流动截面位置及壁面距离对速度场的影响。数值计算结果表明:液体喷淋密度越大,水平管外液膜的流动速度越快;在降膜液柱所在的截面处,液膜周向速度随周向角的增大而增大;在相邻降膜液柱的中间截面处,液膜周向速度随周向角的增大而增大,在30°~110°周向角内液膜周向速度快速增加,在120°~150°周向角内液膜周向速度变化较为平缓。

水平管外降膜蒸发微观传热特性

为了深入探究水平管降膜蒸发的微观传热特性,采用基于VOF法的计算流体模型对水平管外降膜蒸发进行数值模拟,通过求解控制方程得到液膜内的温度场和速度场。分析了不同入口边界温度和Re数下管外薄液膜内热边界层、无量纲温度和局部传热系数的微观传热特性变化规律,定量给出了热发展区与充分热发展区的边界位置。模拟结果表明:液膜入口温度越高,液膜热发展区覆盖的圆周角度越小;液膜内的热发展区覆盖的角度随Re数的增大而增加是平均传热系数随Re数增大的原因;管外圆周方向无量纲温度分布证明了液膜中的传热包含导热和对流传热;管外液膜内纯导热系数与局部传热系数的差值随倾斜角的增加而减少是由于对流效应沿管圆周方向减弱引起的。

降膜蒸发器的研究

本文分析了国内两种常见的降膜蒸发器的基本原理、结构特点,在此基础上将最新研究技术引入降膜蒸发器。

水平蒸发管管间相邻液柱分离间距测量

采用可视化方法对水、乙二醇、水/乙二醇混合物在8种液体分布装置开孔规格下的管间相邻液柱分离间距进行了实验测量,得到了分离间距随流量、管间距、管外表面结构和开孔规格的变化规律。随着Reynolds数增加,分离间距呈减小趋势;随着管间距增大,分离间距先增大后趋于稳定值。管外表面结构和工质热物性共同影响分离间距。在开孔孔径一定的条件下,开孔间距逐步增大,分离间距随之增大;在孔间距一定的条件下,开孔孔径逐步增大,分离间距随之减小。

新型孔板式液体分布器的性能研究

针对水平管降膜蒸发器中常见的液膜分布不均匀的问题,提出并设计了一种新型孔板结构的液体分布器。实验探究了进液流量、布液孔间距、孔径和分流区间距、温度等因素对于布液效果的影响。实验结果表明:该新型液体分布器布液效果良好,平均不均匀度最低可达0.074。随着进液流量的增加,液体分布器的各孔流量分布的均匀性也会增加。布液孔间距对不均匀度的影响随着进液流量的增加而减小;不均匀度随着布液孔孔径和分流区间距的增大而减小;温度通过影响介质粘度和密度影响布液效果,不均匀度随温度的升高而降低。

多效蒸发油田污水脱盐设备设计与实验研究

就油田污水而言,其高油量、高矿化度和高盐度等特性决定了其深度脱盐处理的困难性。常规的离子交换法和膜法工艺并不能满足要求,为此本文提出了利用多效蒸发技术对油田污水进行深度脱盐处理的思想并进行了探索实验。设计并搭建一套六效蒸发脱盐系统,验证了技术可行性。对水平横管降膜蒸发器、淡水缓存罐、电加热器等关键部位和系统流程进行介绍。通过实验数据分析,说明多效蒸发技术在油田污水处理方面具有运行稳定、处理高效、水质纯度高的优点,达到设计预期目标,很好的反应装置的热力性能和制水性能。