制冷系统水平管降膜蒸发器换热性能的影响因素分析

在理论上对制冷系统中降膜蒸发器进行基本分析,介绍降膜蒸发器的发展背景、发展进程以及工作原理和结构,分析降膜蒸发器的蒸发管上方制冷剂分布器的分配效果和结构、液膜流动特性、制冷剂流量、蒸发器内部的管阵布置方式、蒸发管的表面特性、管束规格和几何排列、气流扰动情况和润滑油等影响因素对降膜蒸发器传热性能的影响,比较降膜蒸发器与其他蒸发器的特点,介绍降膜蒸发的某些技术难题。     

一种分离热管及其运行分析

一 引言 笔者曾撰文(详见本刊2007年第6期)介绍一种分离式热管,它利用毛细织物的毛细力输送冷凝液,即使安装稍有倾斜,也能保证在不同热流密度条件下(太阳能领域热流密度多变),所有蒸发管形成降膜蒸发,而且进液接近均匀分配.本文提出一种结构更为简单的分离式热管,无需毛细织物,而是采用小孔进液.在热流密度接近额定值的场合,安装稍有倾斜,也能保证所有蒸发管形成降膜蒸发,而且进液接近均匀分配.     

降膜蒸发器螺杆冷水机组设计创新

针对采用降膜蒸发器的螺杆压缩机冷水机组的技术状况与存在的问题,探讨了实用中的降膜蒸发器螺杆冷水机组的关键技术:平面多级射流配液技术、蒸发气体防扰动技术、冷冻油浓缩提纯技术、排气过热度与蒸发温度联动冷媒流量控制技术,通过改进,取得了较好的机组性能。     

基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器性能实验研究

设计一种基于平板热管的太阳能-空气能双源集热蒸发器及由其组成的新型直膨式热泵系统,并对其进行实验研究与分析。实验测试平板热管在制冷剂低温取热条件下的均温性与导热性能,热泵运行工况下集热蒸发器表面温度分布、光电光热性能,以及在不同天气条件不同运行模式下热泵系统性能。结果表明,平板热管在低温取热条件下当量导热系数可达6.8×10⁵W/(m·℃),集热蒸发器运行时纵向最大温差为3.9℃;在夏季晴朗天气条件下运行太阳能模式制热水时热泵平均COP为3.62;在低辐照阴天下运行太阳能-空气能双源模式与太阳能模式相比,单位面积集热功率提高18.8%,系统平均COP提高5.7%;在无辐照的夜晚,运行空气源模式系统COP为2.54。     

热管微槽蒸发器薄液膜蒸发的径向干点预测分析

假设热量全部通过蒸发扩展液膜区传递,联立能量守恒方程和动量守恒方程,考虑了脱离压力和粘性力的影响,建立了热管微槽蒸发器槽道侧壁面上薄液膜蒸发的径向干点位置的解析解。讨论了接触角、加热热流密度、运行温度、槽道几何对干点位置的影响。分析结果有助于更好地理解薄液膜蒸发理论和高效率热管的设计。     

横管降膜蒸发内系统自平衡多效回热式太阳能海水淡化装置模拟

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的太阳能多级蒸馏装置,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,进行了模拟实验。实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了横管降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,因而系统有较高的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,性能系数达到2.0。探索与分析了影响产水率的主要因素,给出了合理的取值范围。     

倾角对环状热管蒸发器性能的影响

针对生产过程中低品位能量回收,设计了带有环状管蒸发器的不锈钢水工质重力型分离式热管,环状管由31.6 mm管径内管热水加热,环空间隙为15.0 mm,可视化地研究了26 kPa蒸发压力,0~90 °倾斜角度下多个充注率环状管蒸发器的壁温特性。结果表明：该类热管的环状管蒸发器运行时存在一高温区,随倾角增加而扩大;环状管内蒸发侧平均表面换热系数随倾角增大先增后减、再增大,与沸腾流型随角度发生转变有密切关联;与一些相似文献进行了对比,发现环状管蒸发器与普通重力型热管在换热性能均在10~20 °倾角达到极大值,而环状管蒸发器则在90 °时达到了另一极大值。     

超长重力热管联合热泵的地热利用系统热力经济性分析

深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系统热力经济性模型,研究了热泵系统蒸发温度、超长重力热管热阻、井深、地温梯度以及蒸发器面积不同的情况下系统热力经济性变化规律。结果表明存在一个最佳蒸发温度使供热成本最低,如在地温梯度30℃/km、井深3 000 m的条件下,最佳蒸发温度为-2℃;超长重力热管热阻越小或地温梯度越大时可实现供热成本越低且最佳蒸发温度越高;存在最佳的井深和蒸发器面积使得供热成本最低。研究结果可为优化超长重力热管在开采深层地热联合热泵系统性能方面提供理论指导。     

新型太阳能无泵溴化锂制冷系统的实验研究

建立了太阳能热水型无泵溴化锂吸收式制冷系统(包括降膜吸收器、降温蒸发器、弦月形热虹吸提升管、冷凝器等)。为提高制冷系统的整体运行效果,设计了一套二次发生装置,并改良了吸收器和蒸发器的结构,使系统能在较低的初始溶液浓度范围(46%~54%)下运行,在80~93℃热源温度下,随热源温度的升高,溶液提升量和浓度增大,使吸收器保持较高的放气范围(6%)和吸收率,从而强化吸收器性能,并使冷剂水产量提高为未开二次发生装置时的1.68倍,明显改善蒸发效果。二次发生装置有效地使热源温度降低到最低启动温度68℃,有效地提高了太阳能利用率。     

二次蒸汽分离设备堵塞的原因及改进方法

通过分析自由降膜板式蒸发器二次蒸汽分离设备发生堵塞的原因，提出了采用波形分离器、采用多孔板分离器、增加检修人孔、增加反冲洗管等四点改进措施，彻底解决了二次蒸汽分离设备堵塞的问题，使蒸发工段和碱回收锅炉的运行稳定性和可靠性大大增加。     

二次蒸汽分离设备的改进

通过分析自由降膜板式蒸发器二次蒸汽分离设备发生堵塞的原因，提出了采用波形分离器，采用多孔板分离器，增加检修人孔，增加反冲洗管四点改进措施，使蒸发工段和碱回收锅炉的运行稳定性和可靠性大大增加。     

平板蒸发器环路热管启动及充灌率特性研究

结合环路热管系统的优点与太阳能的广泛利用前景,设计并搭建了以太阳能利用为背景的新型毛细芯平板蒸发器环路热管系统,采用泡沫镍为毛细芯、乙醇为工质,实验研究了系统的启动运行特性,以及不同的工质充灌率对环路热管系统性能的影响。结果显示,在实验条件下,环路热管热源功率在300~1 600 W时具有良好的启动运行特性,55%的充灌率为最佳充灌率,具有更短的启动时间,相对更低的蒸发器温度与热阻。     

高性能热管

美国宇航局休斯敦约翰空间中心最近制造成功一种高性能热管,这种高性能热管可使工作介质在蒸发器中分布得更均匀,从而使热管在热点处或在过热的间隔过程中,不会发生干涸现象。 该热管有一个与蒸发段平行的液体通道(见图),在液体通道内有一个用不锈钢网做成的圆管。     

分离型热管与太阳能利用

热管是一种传热性能极好的传热元件,分离型热管是近年发展起来的一种新型重力式热管。它将蒸汽流道与液体流道分开,减少了流体碰撞压力损失,其蒸发器和冷凝器可以在一定的高度差下远离,并且可以做得很大,所以它比单支型热管更适用于太阳能利用装置。     

波纹管降膜蒸发器传热性能数值模拟

为了理解波纹管降膜蒸发过程中涉及的液膜传热过程,本文采用VOF法建立了二维气-液两相分层流动CFD模型,考虑了液相流量,传热温差,蒸发温度,液相粘度等参数对传热效果的影响,根据模拟结果给出了波纹管降膜蒸发器的流量可操作范围。模拟结果和实验数据比较吻合。     

MVR降膜蒸发器液膜流动特性数值模拟

随着能源价格的上涨,蒸发浓缩过程的节能降耗工作显得非常重要。MVR技术节能潜力巨大,将成为蒸发浓缩技术发展的方向。利用传热学及流体力学的基本理论,在进行合理简化的基础上,建立了适用于降膜蒸发器竖管内蒸发过程的传热模型,模型同时考虑了重力和二次蒸汽剪切力的影响。利用VB语言开发了用于计算蒸发器降膜蒸发管流动状态、传热特性的应用软件。利用所开发的软件定量分析了液膜厚度、传热系数等参数沿蒸发管流动方向的变化规律,比较了两种模型对计算结果的影响。     

稠油废水降膜蒸发的传热与垢阻

为彻底解决稠油开采带来的废水问题,设计降膜蒸发的实验方案。建立传热系数的物理模型和实验测定的方案,从理论和实验两方面研究稠油废水在降膜蒸发浓缩过程中,传热系数和垢阻的关系。实验结果表明:稠油废水蒸发过程中,蒸发器的传热系数随着蒸发负荷的升高,变化比较小;蒸发器的垢阻受废水线速率和传热温差的影响比较大;传热系数的模型考虑到蒸发侧垢阻的影响是合理的。在选定好阻垢剂的前提下,宜将蒸发负荷控制在20L/(m2·h),线速率控制在1.5~2.0L/(m·s)。     

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。     

分离式热管蒸发段的试验研究

该文采用加热石英玻璃管和无缝钢管模拟分离式热管的蒸发段。对例题的充液。流和传热特性进行了系统的试验和理论分析。作者着重分析了核态沸腾传热区及飞溅降膜区的换热原理，试验数据回归整理李相应了换热系数无量钢准则关系式，与试验数据吻合较好；同时将这两个关系式分别与大空间沸腾传热及整体式热管蒸发段降膜传热区传热进行了比较，得出了极为有用的结论。     

中温太阳能热管接收器的开发与传热分析

介绍了一种新型的用于槽式太阳能热发电的中温(250～400℃)热管接收器,其结构为热管蒸发段外套单层玻璃套管,玻璃套管与热管之间抽真空,热管蒸发段外壁上涂有选择性吸收涂层,作为吸收层.该新型热管接收器主要用于直接产蒸汽系统.文中分析了该新型热管接收器的特点,并分3段模拟计算了采用该接收器的抛物面槽式太阳能集热器的集热效率和接收器的散热损失.结果表明,新开发的热管接收器结构简单、维护方便、热效率较高,适用于槽式太阳能集热器.