水平管降膜蒸发传热研究

• 作 者: 索高峰
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 喷淋 布液 水平管 传热 蒸发

淡水资源短缺已经成为世界上的一个热点问题,海水淡化技术通过向大海索取淡水成为解决这一问题的有效途径。低温多效蒸发技术凭借其能够利用余热、产水水质好等优点得到广泛关注。但在蒸发器换热管束液体分布结构及其对换热管表面结垢、装置性能及换热的影响等方面的研究不足,缺乏对实际装置的设计及运行指导。本论文开展此方面的研究,对于低温多效蒸发系统的设计和装置运行具有指导意义。论文首先研究了中空旋流液体喷头的布液特性及均匀性特点,得到喷头液体喷淋角度、液体粒径随液体流量的变化规律。开发了液体均匀分布安装结构,对其液体分布状况进行分析研究,采用新型结构后,液体分布均匀程度得到明显改善。搭建水平管降膜蒸发传热实验平台,研究了喷淋密度、蒸发温度、传热温差、加热蒸汽温度和不凝气含量等因素对传热系数的影响。传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增加而增大,随传热温差增大而减小,降低不凝气体含量能提高总传热系数。建立水平管降膜蒸发传热数学模型,研究了传热系数、盐度、蒸发速率等参数随换热管排数的变化规律,并分析了采用开发的液体均匀分布安装结构时水平换热管束工作性能的变化。换热管传热系数、盐水蒸发速率随换热管排数的增加而减小,盐水盐度随换热管排数的增加而增大。换热管的蒸发传热性能随换热管排数增加而降低。随着换热管排数增加,盐水盐度上升,结垢风险加大。开发的液体均匀分布安装结构能使换热管表面盐水分布更加均匀,增加盐水蒸发速率,缓解局部盐度过高带来的结垢风险。本研究有助于低温多效蒸发系统的设计和操作。