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脂肪酸甲酯又称生物柴油,是由动植物油脂与甲醇通过交酯化反应而生成的,其具有各种优良的性能,被世界各国视为较有发展潜力的一种新型绿色能源。工业上生产生物柴油主要利用废弃的油脂为原料,以酸、碱催化其与甲醇反应得到粗甲酯,再利用减压分馏工艺得到精制脂肪酸甲酯。利用传统的多管排列式蒸发器对高粘度、易结垢的粗甲酯进行蒸发,容易造成布液器堵塞,且结垢后的传热管难以清理。因此,针对该类物质的性质,本文设计了一种新型的蒸发器,并搭建试验台,对蒸发器的蒸发传热性能进行了实验研究,为该类蒸发器的设计提供参考。本文首先以降膜蒸发实验系统的操作流程及设定的蒸发量为依据,对试验系统中所需要的主要设备,如降膜蒸发器结构、液体分布器、电加热组件、冷凝器及储罐等进行了详细的设计,并对实验装置进行了安装及调试。然后利用调试好的实验装置进行了降膜蒸发传热试验。首先对常压下,不同进料流量和进料温度下,液体分布器的布膜效果及不同锥度角的蒸发器筒壁上液膜流动的状态进行了试验,确定了在物料蒸发温度下保证物料成膜流动的最佳流量范围为1.3~3.0m3/h。然后对蒸发器输入加热功率对蒸发传热的影响进行了研究,发现在湍流状态下,降膜传热系数随热通量的增大,表现出初期短暂增大而又逐渐减小的趋势,并确定了后续其他单因素试验的最佳输入电压(300V)。接着在选定的输入功率及流量范围下,对降膜蒸发传热系数和筒体半锥度角及降膜流动雷诺数之间的关系进行试验研究,结果表明:蒸发器筒体锥度角的存在能够有效的改善液膜流动状态,增强传热效能,提高传热系数;而较大的降膜雷诺数增大了液膜厚度,反而对传热系数造成负面的影响。最后,利用CFD软件采用流体体积函数法(VOF)对流体在倾斜壁面上的降膜流动情况进行了数值模拟,以考察壁面锥度角、进料流量、接触角及表面张力对液膜流动过程及液膜厚度和流速的影响。