水-水降膜蒸发器的模拟仿真和优化

由于具有换热性能突出、制冷剂充注量小等优点,降膜蒸发器已被广泛应用于海水淡化等行业。然而,由于存在液位控制和干斑效应等实际操作问题,在压缩式制冷系统中,降膜蒸发器的设计还需要进一步优化。为解决这个问题,构建了水-水降膜蒸发器的仿真模型。采用有限元方法,获得了沿管程的温度、热流变化情况。对于现有的四管程降膜蒸发器,在80℃蒸发沸腾和0.4 kg·s⁻¹的喷淋量下,为获得最大的换热量,进行了详细的模拟计算,基于模型的计算结果,建议采用两管程降膜、两管程满液的液位控制方式。本模型同时给出了沿管程换热时的传热系数分布情况,提出了满液降膜分界线,为后续的降膜蒸发器结构设计优化提供了新思路。     

丝网板液膜流动及传质

采用液膜流动测定及CO₂吸收实验较为系统地考察了固体壁面与丝网壁面液膜流动差异, 以及网孔尺寸对降膜流动及传质影响, 结果表明:在较低Re下, 丝网结构对液膜波动存在一定抑制作用。两种结构的壁面液膜波动振幅整体上随Re及距进口位置的增加而有所增加, 相比于固体壁面, 丝网壁面在沿流动方向不同位置处平均膜厚及波动振幅差异更小, 且在较低Re(<80)下, 液膜波动对液量更为敏感。不同孔径丝网板液膜流动观测结果表明, 液膜瞬时波动振幅及波动频率随丝网孔径的增加均出现了先增加后减小的变化趋势;在不同物系下, 当网孔尺寸≤2 mm时, 膜厚随网孔尺寸的增加逐步增大, 后随着网孔尺寸的进一步增大, 膜厚逐步减小。此外, CO₂吸收实验结果显示, 随着丝网孔径的减小, 测试板传质性能提升明显, 但单位面积网丝对传质贡献减少。     

横槽管内降膜蒸发传热特性的实验研究

为探究不同参数对横槽管内降膜蒸发传热特性的影响规律,搭建了竖管降膜蒸发实验平台,开展了降膜蒸发传热实验,对光滑管与横槽管进行对比研究。在单位周边流量Γ=0.15—0.75 kg/(m·s),传热温差ΔT=10—16 K,热流密度q=12—36 kW/m~2,二次蒸汽雷诺数Re_v=1.5×10~4—4.5×10~4的范围内,测得了2种管型换热管内的降膜蒸发传热系数;分析了各参数对降膜蒸发传热特性的影响。研究结果表明,横槽管内降膜蒸发传热系数随单位周边流量、传热温差、热流密度及二次蒸汽雷诺数的增大而增大。横槽管内降膜蒸发传热系数约为光滑管的1.23倍,横槽管内壁特殊的环肋结构对降膜蒸发传热的强化作用明显。根据实验数据关联出横槽管降膜蒸发传热关联式。以上结论可为横槽管用于立式降膜蒸发器的研究提供有益参考。     

功能表面材料与流体界面相互作用对垂直降液膜流动特性的影响

通过调节水温度、添加表面活性剂以及铝合金壁面表面改性处理来改变降膜流体与固体表面之间的表面自由能差值,运用JDC-2000型精密测微仪测定垂直降液膜的厚度,研究固体表面和液体间相互作用对流体垂直降膜流动特性的影响;考察了液膜雷诺数、流体温度、添加表面活性剂、固体表面材料物理化学性质等因素对垂直壁面降液膜流动特性的影响规律。实验结果表明:改变固体表面与降液膜流体的物理化学特性,即改变固液界面的相互作用能够改变流体的降膜流动特性。降液膜平均厚度随液固表面自由能差的增大而减小。     

竖管渗流降膜蒸发式冷凝器传热特性分析

为研究竖管渗流降膜蒸发式冷凝器，通过仿真和实验相结合的手段，探究了冷凝器单管在不同管外温度、空气雷诺数与液体雷诺数等多工况下的传热特性。结合此前研究中存在的问题，合理选择了物理模型与边界条件，获得了降膜过程的轴向温度、热通量分布等并对径向位置进行了时间序列分析。结果表明逆向通风传热效果优于顺向通风，但易加剧管段下部液膜不稳定甚至出现干壁。通过时间序列分析发现干壁区域会被液膜快速覆盖，因此短暂干壁对整体传热影响并不十分明显，仍需注意逆向通风强度过高会对管子下部液膜的稳定性造成显著影响，本文工况下推荐单管空气雷诺数不宜超过3500。此外，测试结果显示本文单管传热量约为2200W，与模拟结果相差6.7%，单管综合传热系数为1400W/(m²·K)左右。     

圆盘反应器流场数值模拟

以圆盘反应器的开发和应用为背景,根据反应器内气液两相的流动特点和接触方式,采用流体体积函数(VOF)模型研究圆盘表面液膜厚度、速度分布和槽内液相流型,得到反应器的流场特性。从轴功率、持液量两方面对反应器性能进行研究,并考察了流场和性能的关系。结果表明,圆盘表面液膜分为起始区、加速区和匀速区。起始区液膜厚,速度慢,部分液体回流;加速区液膜变薄,加速,表面更新快;匀速区膜厚和速度变化较小。液相主体以Stewartson流型为主,盘间距对液相流型影响明显。圆盘液膜与槽内液相通过"垂直涡"进行物质传递,当圆盘间距与圆盘直径之比(L/D)为0.2~0.4时,最有利于两者混合和物质传递。将数值模拟和量纲分析结合,得到功率数(NP)和平均膜厚表达式,并与文献进行比较,表明计算流体力学(CFD)方法能够较好的模拟圆盘反应器内流体力学特性,预测流场和性能。     

降膜流动板结构变化对传热性能的影响

通过实验考察了不同降膜流动板结构对液膜传热性能的影响。实验过程针对光滑平板及新型翅片板进行降液膜传热实验,分析了不同流量不同黏度下不同板结构的降液膜传热性能。水在不同板结构下平均传热系数随着流量的增加而增加,翅片板由于增加液膜湍流程度并改善液相分布状况使平均传热系数相对于平板提高5%—15%。对于蔗糖溶液液膜流速随着黏度的增大而有所降低,换热板表面液膜的湍流程度下降,另一方面黏度增大导致液相与换热板表面的接触角增大换热板润湿面积减小,导致各类板结构传热系数均有所降低,而带有翅片结构的降膜板更适用于高黏度液相传热,尤其在液相流量大于150 L/h时提高10%以上。流动形态及液相物理性质都会影响降膜传热性能,文中通过实验对降膜传热过程提出了强化措施,尤其是通过改进降膜流动板结构优化液膜流动形态强化传热。     

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—5 582 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。     

垂直降膜、鼓泡流动特性与传热机理研究进展

目前对于煤气化技术中洗涤冷却室内喷淋床的垂直降膜液膜波动特性以及鼓泡床中气体穿越液池过程的流动机理尚不清晰,本研究详细阐述洗涤冷却环进水口方式、液相雷诺数Re_l、气相雷诺数Re_g、下降管高度和管径等因素对垂直降膜中轴、周向液膜厚度、速度分布以及传热传质特性的影响机理。另外对鼓泡床中气体穿越液池过程的研究现状进行综述,尤其是气液夹带理论、气泡形成理论、气体负浮力射流理论、内构件破泡板的结构以及液相物性对气含率的影响理论和两相及多相流理论等。最后对洗涤冷却室内未来的可行性研究进行展望,为工业上气化工艺的合理实施以及能源利用提供参考性建议。     

膜结构填料的物化特性对精馏分离异丙醇/水体系的影响

选用了三种不同材料的中空纤维膜(PP,PS和PES)构建新型膜接触器结构填料,并对异丙醇/水体系进行了精馏分离过程研究.在新型膜接触器中,液相和气相分别在管程和壳程进行逆向流动.实验结果表明:三种结构填料对异丙醇/水体系的分离效果依序为PES>PP>PS.不同材料的中空纤维膜作为结构填料对异丙醇/水溶液体系的分离效率均...     

双向拉伸聚酯薄膜铸膜工艺研究

提出双向拉伸聚酯薄膜铸膜过程的模头拉伸比计算方法;研究了模头拉伸比与模唇开度和铸膜厚片的关系,模唇开度的确定程序,铸膜厚片颈缩的影响因素,薄膜边膜厚度梯度要求及控制措施;探讨了熔体膜厚度方向在冷鼓上的冷却固化温度分布、静电附片方式以及制约铸膜速度的因素。     

偏光片用TAC薄膜市场分析

本文对偏光片用TAC光板膜、功能膜的行业现状进行了分析,包括主要供应商、应用现状与未来发展趋势。TAC功能膜指硬化膜、防眩光膜、低反射膜、防反射膜或者迭加了多种功能的薄膜。     

双向拉伸聚酯薄膜的高性能化研究进展

以液晶显示用光学薄膜、触摸屏用导电薄膜、汽车和建筑用节能窗膜、太阳能电池基膜、高阻隔包装膜为例,总结双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯(BOPET)薄膜高性能化相关的应用领域、技术要求和难点以及市场前景等,为BOPET产业的发展开辟新的途径。     

BOPET在农用大棚膜上的应用

介绍了农用大棚膜的作用与分类,BOPET在大棚膜上应用的可能性与优势。指出了BOPET在农用大棚膜上的应用需要研究解决的几个技术问题,如提高其耐老化性,长久无滴性、抗撕裂强度等。     

多层共挤出塑料薄膜机头的结构改进与发展

介绍了多层共挤出薄膜机头--多层共挤出流延薄膜机头（平膜法）和多层共挤出吹塑薄膜机头（管膜法）的结构、优缺点及其最近10年来的发展状况。在平膜法机头中主要介绍了多流道式机头和喂料块式机头及供料块与多流道组合式狭缝式机头;管膜法机头中主要介绍了套管式圆柱体多层共挤出机头和叠加型圆柱体多层共挤出机头。多层共挤出薄膜机头的发展主要体现在共挤出机头结构上的不断创新以及物料的适应性不断增强和薄膜层数的不断增加等方面。     

我国农膜行业现状的分析及发展对策（2020年）

从市场角度分析了我国农膜行业的现状，并提出了一些对策。2020年预计农膜（棚膜、地膜）全国总使用量约为2 200 kt。针对行业存在问题，提出一些对策，以促进农膜行业更健康地发展。     

旋膜蒸发器及其新型设备与流程

介绍旋转薄膜蒸发器的结构与性能。讨论了原有设备及流程的不足，以及为解决这些不足而开发出的新型设备与流程。     

6063挤压铝型材木纹着色机理研究

借助于金相、扫描电镜、透射电镜等分析技术,建立了6063挤压铝合金木纹着色的机理模型。研究表明铝基体和氧化膜上的缺陷起着重要的作用,它们是木纹的起源,沿着氩气泡上浮的方向,破坏氧化膜并且阻止膜的修复,最后形成沟槽。着色后,由于光的漫散射,在木纹沟槽内外显出深浅不同的颜色。     

明胶膜作为可食性包装膜、覆盖膜及医学材料的应用

明胶膜具有良好的生物相容性和可降解性,并且其物化性质能被调节,因而应用比较广泛。本文综述了明胶膜及其复合膜作为可食性包装膜、自营养性覆盖膜以及医学材料的应用,同时还简述了明胶膜及其复合膜的机械性能、生物降解性等性能。     

再生PE地膜的生产技术

介绍了废旧PE薄膜或包装袋净化、造粒方法及其与新料共混生产地膜的工艺条件,所得再生PE地膜的指标符合国家标准。