刮板结构对薄膜蒸发器内气液两相液膜流场影响分析

由于沸腾传热及刮板刮擦成膜的复杂性,薄膜蒸发器内蒸发过程非常复杂.采用CFD软件对薄膜蒸发器内气液两相液膜流场进行数值模拟,分析讨论了刮板倾角、刮板块数等刮板结构参数对薄膜蒸发器内圈形波形状和速度场的影响.分析结果表明,增大刮板倾角可以增大液膜的径向速度,从而促进液膜的径向混合,过大的倾角会使圈形波的尺寸减小,降低薄膜蒸发器内的存液量.刮板数目增加,圈形波内的平均速度增大,湍动增强,但同时液膜发生飞溅的现象明显,圈形波内发生回流的区域减少,反而不利于物料之间的传热与传质,特定操作参数下,存在适宜的刮板倾角和刮板数目.研究结果为刮板结构的进一步优化提供了依据.     

薄膜蒸发器转子动力学性能的有限元分析

转子是薄膜蒸发器的核心部件.系统中的不平衡力易导致转子振幅加大,从而加剧刮板磨损,导致刮板失效.利用Solidworks软件建立转子的3D模型,实现了Solidworks到ANSYS的无缝连接,应用ANSYS Workbench对薄膜蒸发器转子进行模态分析,从而求得转子结构的模态参数,对转子某些位置上的不平衡量进行不平衡响应分析,进一步实现薄膜蒸发器转子系统的动力学分析,从而对薄膜蒸发器安全运行进行实时监测,具有重要的工程应用价值.     

薄膜蒸发器在烧碱浓缩中的应用研究

本文在 1m2 薄膜蒸发器试验装置上进行了烧碱浓缩试验。分析了进料量、转速和粘度对传热性能的影响 ,提出了适宜进料量、最佳进料量、适宜转速的概念以及薄膜蒸发器优化设计的新思路 ,具有工程应用价值。     

薄膜蒸发器转子系统固有频率及稳态不平衡响应分析

薄膜蒸发器转子系统中的不平衡力易导致转子振幅加大,从而加剧刮板磨损,导致刮板失效.采用VB对ANSYS进行二次开发,对薄膜蒸发器转子系统进行模态分析,并对转子某些位置上的不平衡量进行了稳态不平衡响应分析,初步实现了薄膜蒸发器转子动力学分析,为薄膜蒸发器设计及安全运行提供依据.     

WLG系列卧式离心薄膜真空蒸发器

正常熟市春来机械有限公司是专业生产中药提取浓缩、多效蒸馏水机、配液系统、化工容器等设备的厂商,该公司拥有BR1(一、二类)压力容器设计、制造和安装许可证。该公司近期研制的WLG系列卧式离心薄膜真空蒸发器可广泛用于天然色素、酵类、抗生素等物料的浓缩,其属高效、低温、高倍浓缩与无污染的蒸发设备。特点:(1)蒸发温度低(一般小于60℃),特殊设计蒸发温度可低于30℃,并可根据物料热变温度调节蒸发温度;(2)效率高,为LG离心式刮板薄膜蒸发器的2.25倍,蒸发量可达450 kg/(m2·h);(3)液体薄膜厚度可达0.1 mm,传热均匀;(4)物料与加热面接触时     

脱硫废水浓缩系统中烟气蒸发器的管内模拟

为提高利用烟气余热浓缩减量脱硫废水的效益,以分离式热管多效蒸发系统的蒸发段为研究对象,采用fluent软件中的mixture模型的多相流模型,拟合垂直换热管内的沸腾传热过程,在假设烟气热量恒定的情况下,得出变温变物性参数与变温物性参数恒定两种条件下,改变进口流速对垂直管内流体的温度、含气率和换热管的沸腾传热系数的影响规律,建立了烟气蒸发器垂直换热管的三维物理模型,结果表明,物性参数是否随温度变化对换热管内的含气率和沸腾传热系数均又较大影响,变温变物性参数的条件更符合实际的沸腾传热特性,为分离式热管多效蒸发系统提供更有效的研究方法。     

非共沸制冷剂对翅片式冷凝器和蒸发器传热性能的影响

分析了用非共沸混合制冷剂替代Ｒ１２后，凝结、蒸发过程中气液相界面传质阻力对翅片式冷凝器和蒸发器传热系数的影响；以具体冷凝器和蒸发器为例估算了传热系数降低的程度。     

超声式蒸发器强化传热性能分析

从改变进料温度、改变进料流量、改变进料温度与蒸汽温度的温差、改变超声功率的大小这4个方面分别对超声蒸发装置的传热性能进行了研究,实验采用单因子评价法进行分析。实验结果表明:进料温度越大、进料流量越大、超声功率越大,则传热系数K越大,蒸发传热性能越强;进料温度与蒸汽温度的差值越大,则传热系数K呈现减小趋势,即蒸发传热性能呈现减弱的趋势;在改变进料温度、改变进料流量以及改变进料温度与蒸汽温度的温差等情况下,增加超声均比不加超声对蒸发性能具有不同程度的强化效果;随着加入超声功率的增大,蒸发强化效果明显增强,但是当超声功率达到某一值时,强化效果略有减弱。     

水平管束低压降膜蒸发换热特性研究

本文主要对水平管在较低压力的降膜蒸发进行研究,设计了滴淋降膜蒸发试验台,以去离子水为工质,在不同的喷淋流量、温度和压力下,对水平管束进行降膜蒸发传热实验。试验结果表明,在较低过冷度下,管外换热系数和总传热系数随着喷淋流量的增大变化不明显。当过冷度增加时,管外换热系数和总传热系数变小,但随着喷淋流量的增大而明显增大。换热系数随过冷度下降而增加,过冷度为零时,换热系数最大。此外,蒸发器水流量对换热几乎没有影响。     

小温差相变传热在太阳能溴化锂吸收式空调系统中的应用

针对太阳能驱动的小型溴化锂吸收式空调系统中加热水温度要求较高的特点，将LiBr溶液提升管设计成弦月形通道，从通道内、外两侧同时加热溶液，减小了传热温差，降低了溶液过热度，使溶液在70－80℃的加热水温度下沸腾并顺利提升；蒸发器中采用普外多级降膜蒸发技术，在小温差条件下实现相变传热，提高了冷剂水的蒸发率，解决了太阳能溴化锂吸收式空调系统中冷剂水蒸发不完全的问题。     

竖直矩形窄通道内水流动沸腾换热特性的研究

建立单面加热垂直矩形窄通道流动沸腾换热试验装置,针对截面250mm×3.5mm的窄缝通道,对水流动沸腾换热特性进行试验研究。通过试验分析可知:(1)随着干度的增加,局部换热系数先增加后减小,有一个最大值,此时处于饱和核沸腾区域,其蒸汽干度也接近于0,同时也接近于沸腾起始点。相应地流体从单相流-泡状-块状流-搅拌-环状流转变。(2)在流动沸腾换热中,热流密度对核态沸腾换热有明显影响,而对流动沸腾液膜蒸发的影响甚小,所以可以认为由热流密度的变化而引起的换热变化,主要表现在核态沸腾。(3)入口温度的变化对单相流动的换热系数有影响,而沸腾换热系数与流型及汽泡的产生及扰动有极大关系,入口温度对流动沸腾局部换热系数基本没有影响。     

高参数上游泵送机械密封性能计算与分析研究*

以螺旋槽上游泵送机械密封为研究对象,用有限差分法离散Reynolds方程,基于轴向力平衡条件作为迭代收敛准则,采用逐次超松弛迭代(SOR)法在Mathematica软件中编程求解液膜压力分布,以及相关密封特性参数,并分析不同工况参数与结构参数对密封特性的影响。研究结果表明:泵送率随进口压力的增加呈非线性减小,随转速、槽深、槽长坝长比的增加呈非线性增大;液膜摩擦因数随着转速的增加近似以线性方式增大,随进口压力、槽深、槽长坝长比的增加呈非线性减小;随着螺旋角的增大泵送率先增大后减小,而液膜摩擦因数表现出与泵送率相反的趋势,说明螺旋角存在最优值;相比于结构参数对密封特性的影响,工况参数的影响较大。     

核主泵流体动压型圆形深槽密封的热流耦合分析

以核主泵流体动压型圆形深槽第二级密封为研究对象,建立包括密封环、端面液膜和密封腔组成的三维跨尺度传热系统。采用Fluent软件,在流固交界面采用强制耦合,求解能量方程和N-S方程,获得端面间液膜、密封环、密封腔的流场分布、压力分布和温度分布,在此基础上研究转速、冲洗量和冲洗进出口位置对三维传热系统的影响。结果表明:冷却冲洗对于密封环的散热有显著效果;深槽能降低密封端面的温度,起到局部的冷却作用;深槽结构以及流体惯性作用,导致深槽两侧存在压力梯度;转速对温度场的影响远大于冲洗量的影响;冲洗进出口位置对密封环、密封腔的温度场影响较大,冲洗进出口位置均存在最优值,进口在无量纲量L/L0为4/7处最优,出口位于动环外周凸台处有较好的冷却效果。     

Three-Dimensional Flow–Heat Coupling Model of a Wavy-Tilt-Dam Mechanical Seal

A three-dimensional flow–heat coupling model of a wavy-tilt-dam (WTD) mechanical seal is established to study the heat transfer in both the fluid and the solid domains. The upwind scheme is used to ensure the convergence of the numerical calculation. The inlet temperature boundary condition is discussed and two modified inlet boundary condition methods are proposed to eliminate the noncontinuity of the film inlet temperature. The method where the temperature gradient in the radial direction is assumed constant gives more reasonable results than the method where the temperature is assumed to vary linearly along the film thickness direction. The results show that the highest temperature is located near the inlet due to the waves, which will cause a backflow along the converging spaces formed between the rotor and seal faces (convex segments of the wave) in the circumferential direction. The thermal deformation in the radial direction is larger than the deformation that is caused by waves in the circumferential direction. In addition the deformation will increase the taper, which will result in an increase in the minimum film thickness. A parametric study shows that the maximum temperature of the film will decrease as the wave number increases. The rotor speed and pressure difference will obviously affect the performance of the WTD seal.     

采用双螺杆压缩机的机械蒸汽再压缩污水处理系统试验研究

对国内自主研发的采用双螺杆压缩机的60 t/d双效机械蒸汽压缩(Mechanical vapor compression,MVC)采油污水处理系统进行调试及变工况试验研究,分析压缩机转速、一效进水温度和二效出水循环量对系统产水量及产水能耗的影响,为系统优化设计及市场化提供参考。研究表明,系统能稳定运行,在60 t/d原料水处理量下,系统产水量约为1.03 t/h,每吨水处理能耗为35 k W·h;双螺杆压缩机工作过程喷入的冷却水水质需要满足一定要求,避免转子及机壳表面结垢发生故障;随压缩机转速升高,系统产水量升高,产水能耗存在最低值,即压缩机转速及系统运行工况存在最优匹配关系;系统产水量及产水能耗随一效进水温度升高而分别升高和降低,且这种规律不受压缩机转速影响;随着二效出水循环量的升高,系统产水量逐渐升高,升高幅值随一效入口温度升高而降低。     

长周期变转速下入口油温对高速轻载涡轮增压器转子振动特性影响

高速轻载涡轮增压器转子系统的入口油温在长周期变转速运行条件下会产生动态变化,从而改变转子系统振动特性甚至导致非线性振动事故。以某型汽油机用高速轻载涡轮增压器转子为研究对象,分析浮环轴承内油膜最小厚度与偏心率随入口油温参数的变化规律,构建涡轮增压器转子-浮环轴承系统动力学有限元模型,采用Newmark积分法分析转子系统的非线性瞬态响应,结合涡轮增压器升速实验,得到不同入口油温下转子系统三维振动瀑布图与Colormap频谱图,探究入口油温对转子系统振动响应特性的影响。结果表明:随着入口油温从50℃增至130℃时,内油膜最小厚度会减少,环速比与偏心率会增加,内油膜振荡幅值逐渐降低,但出现内油膜振荡与外油膜涡动的轴颈转速点会提前约30%,且外油膜涡动幅值会逐步增加。综合内外油膜涡动与振动幅值,入口油温约为90℃时转子振动情况较好。结论可为设计具有智能抗振性能的高速轻载涡轮增压器转子系统的运行参数提供理论参考。     

无机热管-真空管太阳能热水系统瞬态热分析

以无机热管-真空管太阳能集热器制成的太阳能热水系统为研究对象,在瞬态传热分析的基础上,推导出了总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率的理论表达式。通过自编程序,对该热水器在4个典型节气中每天的瞬态热参数变化,以及影响集水管内水温变化的因素进行了计算和分析。结果表明,太阳辐照量和水的质量流量对集水管中的水温影响较大,进水温度对集水管内水温上升曲线斜率的影响较小,但对水温影响较大。研究结果有助于指导该类热水器的设计及其操作性能的预测。     

基于Fluent的轴承腔温度场仿真分析

油气润滑中,轴承转速和空气流量对轴承的工作温度有着重要影响。根据基本润滑原理,推导并计算了深沟球轴承在不同转速和空气流量下的发热量,运用Fluent软件对深沟球轴承的温度场和流场进行仿真计算。根据仿真结果分析,得到了不同转速情况下轴承腔的最高工作温度,并分析了轴承腔空气入口速度和润滑油粘度对轴承内部对流换热系数的影响。     

LiBr溶液除湿系统再生器性能正交试验研究

再生器是溶液除湿系统的重要传热传质部件。本文设计了正交试验,对入口溶液温度、液气比、入口溶液浓度、入口溶液流量这4个因素对再生性能的影响程度进行了试验研究,正交试验表明,各因素对再生性能的影响程度依次为入口溶液温度、液气比、入口溶液浓度、入口溶液流量,其中入口溶液温度对再生率结果影响最大。