水平管外降膜蒸发传热特性的数值模拟

为深入研究液膜内的微观传热机理,对水平管外降膜蒸发的传热特性进行了数值模拟,获得了液膜厚度、液膜流动速度和传热系数等热力参数在液膜内的分布特性。通过与实验数据的对比验证了数学模型的准确性。研究结果表明:在饱和蒸发温度62℃、传热温差2.8℃、管外径25.4mm和液膜入口速度0.071~0.15 m/s条件下,沿圆周方向,液膜厚度减小,传热系数增加,直至达到液膜热力发展区,膜厚和传热系数趋于稳定;受液膜内温度变化的影响,液膜内的粘度、表面张力和导热系数的变化对液膜传热特性产生显著影响。     

功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究

研究了处理表面镀铬铝管、PTFE铜管和纯铝氧化管水平管降膜蒸发传热，研究了喷淋密度、热流密度、管内蒸汽速度和管表面处理对降膜蒸发传热特性的影响。实验结果表明：在表面蒸发区，水平管降膜蒸发传热系数随热流密度的增加而提高，随喷淋密度增大先降低后升高，冷凝例传热系数基本保持不变。总传热系数对操作条件变化很不明显，表面阳极氧化膜使传热系数略有下降，但由于其优良的抗垢时蚀性能，非常有必要再进行深入地研究。     

降膜蒸发冷却复合传热传质研究

建立了描述叉流式降膜蒸发传热传质过程的数学模型,对气相微分中利用积分法求解,导出确定气液界面温湿度的数学表达式。计算与实验结果对比基本一致。对叉流式降膜蒸发冷却进行深入分析表明,该冷却手段可使处理空气的最低温度接近或达到空气的湿泡温度,得到叉流式蒸发冷却脱身人气流温湿度分布曲面及气液界面温度分布曲面,表明典型工况下,叉流直接蒸发冷却器可使处理空气温度１０℃左右。     

降膜蒸发过程的传热性能研究

对圆管和平壁的降膜蒸发过程的传热机理及影响因素进行了分析,并对已有的实验结果进行了比较;已有的实验研究主要是围绕圆管或平壁来进行,不利于找出最佳加热元件;提出在平壁表面加圆管型肋的复合加热元件,对其进行研究有利于找出最佳加热元件,对提高降膜蒸发传热效率极具实用价值。     

波纹管降膜蒸发器传热性能的研究

本文分析了影响波纹管降膜蒸发器传热性能的主要因素，以葡萄糖溶液为工质，通过实验研究，建立了传热系数准数经验关联式，研究结果表明，准数经验关联式计算值与实验值吻合较好，为工程设计提供了参数依据。     

海水淡化中降膜蒸发过程的实验研究

由于横管降膜蒸发具有传热系数高、热耗低、可利用低品位能源等优点,横管降膜蒸发技术成为低温多效海水淡化技术中应用最广泛的方法.搭建了单管横管降膜试验台,观测了横管降膜蒸发的流动过程,研究了横管降膜蒸发过程中的流动特性和传热特性,归纳了管间距、喷淋密度对横管降膜蒸发过程中流动特性和传热特性的影响.实验结果表明:喷淋密度的增...     

剪切层流蒸发液膜的传热特性

为克服理论分析中气液界面对流换热难以计算的问题,基于气相传热模型,建立了在同向或反向切应力作用下层流饱和蒸发液膜的传热模型,推导出无量纲液膜厚度和壁面对流换热系数与流动长度、界面切应力和初始雷诺数间的理论关系式.研究表明,受液膜蒸发的影响,液膜厚度沿流动长度不断减小,换热传热系数不断增加;同向切应力具有减薄液膜厚度和增大传热系数的作用;反向切应力则具有相反的作用,其影响更为明显.这一理论模型可以反映层流饱和蒸发液膜的传热特性.     

液膜蒸发强化传热表面的传热与流动特性分析

提出一种新的液膜蒸发强化换热表面－波纹丝网换热表面，在丝网结构尺寸进行６种改变后，通过对其传热和流动表面规律的研究，发现合适的优化结构可广泛应用于蒸发冷却系统中。     

水平螺旋槽管降膜流动和传热特性研究

对水平螺旋槽管壁面降膜形成及传热特性进行了理论和实验研究,得到了液膜厚度及速度的解析及数值解.结果表明,降膜液膜特性主要受槽道结构和液膜表面张力控制.管壁温度沿周向向下逐渐升高,而且在定热流密度下保持不变,而液膜温度则沿周向逐渐上升.相比光管,螺旋槽管降膜具有更高的传热系数.     

横管降膜过程中液膜内流动和传热特性分析

横管降膜流动过程中,液膜速度和温度及其分布是影响传热传质的关键因素,由于实验研究方法的局限性,实验研究结果一般只是液膜内各参数的平均值,而液膜内部的速度和温度具体分布特性却很难得到。借助FLUENT软件,利用VOF模型研究了橫管外液膜速度和温度及其分布特性。通过建立三维数理模型,模拟研究了常温常压下,橫管外液膜无相变条件下横管液膜的传热过程,并从边界层的角度解释了液膜波动对传热过程的影响。     

狭窄通道内液膜蒸发传热研究

建立了适于蒸发传热过程的数学模型，得出了液膜与气流之间的换热规律，实验分析了有关影响因素。     

间接蒸发传热过程特性分析

本文在考虑壁面两侧流体温度实际变化的前提下,对间接蒸发过程中的主要影响因素,如流体温度、流体速度、流体相对湿度、壁面湿润率以及流道宽度进行了分析研究。     

水平管外降膜蒸发传热实验研究

以水为工质,对直径为19 mm的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。实验通过测量管表面和饱和蒸气温度,计算得到平均和局部传热系数。由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响,并与直径25.4 mm铝黄铜管降膜蒸发传热系数进行比较,讨论局部传热系数随周向角度的变化。结果表明,在实验范围内,管外平均传热系数随温度的升高而增大,随喷淋密度的增大先增大,后略微下降。小管径管的降膜蒸发传热系数大于大管径管的传热系数。     

叉流高效降膜蒸发器传热传质规律研究

建立了描述叉流式和膜蒸发过程的理论模型,预测结果与实验基本相符,在分析和探讨蒸发器传热传质规律过程中,发现根据入口水温的不同,蒸发器可分别用于蒸发冷却和海水淡化,从蒸发冷却和加热蒸发两个角度讨论了气流,水流及蒸发器结构参数对系统性能的影响,为蒸发器的优化设计奠定了基础。     

水平管降膜蒸发换热特性的模拟研究

水平管降膜蒸发器广泛应用于海水淡化和石油化工行业。该文建立二维数值模型,使用CFD软件结合UDF程序对水平管降膜蒸发的传热传质过程进行数值模拟,并且将换热系数作为指标与实验进行对比验证。结果显示:在一定范围内,换热系数随着雷诺数或者饱和温度的增大而增大,而最大壁面剪切力出现在105°～120°之间;Re=2000较Re=1000对应的平均换热系数增大约9.8%,壁面剪切力最大值增大约6.3%。363.15 K饱和水较323.15K饱和水对应的平均换热系数增大约8.3%,壁面剪切力最大值减小约25.7%。     

分离式热管蒸发段传热特性的研究

在研究分离式热管蒸发段流动特性的基础上,对其传热特性进行了系统的试验研究和理论分析,首先分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜传热区的换热原理;根据数据回归整理了核态沸腾传热区和飞溅降膜传热区的换热系数无量纲准则关系式,与试验数据吻合较好;并将它们与其它关系式进行了比较,得出了有用的结论,其结果为分离式热管的研究及工程应用提供了理论依据。     

紧凑高效型水平管束降膜蒸发换热器的实验研究

在大气压条件下使用单列和3列叉排光滑管和滚压强化换热管紧凑管束进行了水降膜蒸发换热实验,确认了滚压管在中,低热负荷范围内能够增强换热系数3～4倍,有很好的沸腾强化换热性能。管间距及液膜溅射损失对蒸发换热特性影响很小。同时也考察了单列和3列管束换热特性闯的差异。实验发现这种差异在低雷诺数区域时更加明显。     

降膜蒸发—凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统的模拟实验研究

建立了一套采光面积为1．07m∧2、主动回收蒸汽潜热及浓海不余热降膜蒸发－凝结型闭式循环太阳能蒸馏系统,4盏卤素灯作为太阳能模拟器,对该系统进行了模拟实验研究。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了强迫降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热以及浓盐水的显热都得到了重复利用,单位采光面积的产量相对于传统的盘式（单级）太阳能蒸馏器提高了2－3倍。     

新型多功能水平单管管外传热性能试验装置的设计

为研究新型制冷剂及单管的蒸发冷凝机理,设计并搭建了一套性能稳定的综合换热试验系统。该系统可实现变冷媒、变工况的管外沸腾、冷凝和降膜蒸发等试验。利用西门子PLC和三维力控组态软件建立试验装置的控制采集系统,实现了试验装置的数据采集、自动控制与监控,显著提高了测试效率。同时,对光管管外凝结换热试验进行校核,结果证明了该试验装置的可靠性和合理性。     

分离式热管倾斜蒸发段传热特性的试验研究

采用加热无缝钢管模拟倾斜布置的分离式热管蒸发段,分析了倾角、充液量、热流密度和工作压力对其传热特性的影响,并根据试验结果回归整理了相应的换热系数无量纲准则关系式,与试验数据吻合较好,计算误差小于15％。