影响水平管降膜蒸发因素的实验研究

以去离子水作为水平管降膜蒸发实验介质,考察了喷淋密度对热通量、管外传热系数和总传热系数的影响与传热总温差对于管内、外传热系数和总传热系数的影响,并分析其产生影响的原因,得到了水平管内、外和总传热系数随各操作因素的变化规律。通过分析实验结果,在前人经验公式的基础上加以修正,获得了多因素共同作用下管外蒸发传热系数的实验关联式,为水平管降膜蒸发技术实际应用提供实验依据。     

风冷柴油机散热片Nusselt数的数学模型研究

根据本研究元件的传热特征，编集了一组微分方程描述传热过程。同时采用模拟分析方法指导模型实验，采用综合法将实验结果表述为适合实验条件的Ｎｕｓｓｅｌｔ数经验计算公式。     

水平管降膜流动特性研究

水平管降膜蒸发传热的高效性使其在海水淡化领域有广阔应用前景。水平管间降膜流动过程中受到流量、管径、管材、气流速度等参数的影响,造成管间降膜流态发生变化。通过建立水平管降膜流态模型的非结构化网格,采用VOF法对水平管降膜流动进行三维模拟,得到水平管管外液膜流动过程的5个阶段,并分析出管径、流量、分布器开孔孔径、分布器开孔个数等因素对管间降膜流态的影响。     

润滑油对2种水平管降膜蒸发传热特性的影响

对R134a在光滑管和强化管管外降膜蒸发时,润滑油对换热特性的影响进行实验研究。蒸发温度为6℃,含油率分别为0.5%,1.2%,5.1%,工质喷淋密度分别为0.13,0.17,0.21 kg/(s·m)。结果表明:对于光滑管,管外换热系数随含油率的增加而增大;对于强化管,在低喷淋密度下,管外换热系数随含油率的增加先增大后减小,在高喷淋密度下,含油率的变化对管外换热系数影响不明显。在较高含油率下,光滑管存在一个最佳喷淋密度使管外换热系数达到最大,强化管管外换热系数受喷淋密度的影响较小;在较低含油率下,光滑管管外换热系数受喷淋密度的影响不明显,强化管管外换热系数随喷淋密度的增加先增大后减小。     

水平管降膜蒸发器的传热性能

在换热面积为2.375m2的水平管降膜蒸发试验平台上,采用5052铝合金管作为换热管,以实际海水为原料,进行了低温多效海水淡化中水平管降膜蒸发器传热性能研究试验。研究了料液喷淋密度、管外蒸发温度、总传热温差、海水盐度以及管内蒸汽中不凝气含量等因素对海水淡化过程降膜蒸发器总传热系数的影响。结果表明,在试验条件范围内,总传热系数随着料液喷淋密度和管外蒸发温度的升高而增加,随着传热温差的增大而降低;冷凝侧有不凝气存在时,总传热系数下降幅度较大;海水浓度对传热系数影响较小;在控制不凝气含量的条件下,传热系数在3500W/(m2?℃)以上。试验结果为海水淡化的工程设计和生产优化提供了依据。     

水平管降膜蒸发器蒸发传热性能实验研究

对影响水平管降膜蒸发器蒸发传热过程的部分因素进行了实验研究,确定了一定范围内水平管降膜蒸发器的喷淋密度、热通量、蒸发温度、布管方式对管束总蒸发传热系数的影响,为实际应用提供了依据.     

制冷用水平管降膜蒸发器的研究进展及新技术

针对制冷系统中使用的水平管降膜蒸发器,进行了包括管间流型、管外绕流成膜特征、气流、表面传热系数等流动和换热机理的综述性报道,回顾了水平管降膜蒸发器的技术进展。在批判继承前人研究成果的基础上,提出了可以解决水平管降膜蒸发器内部流动稳定性、均匀性,有效避免局部干涸等难题的新型技术——带有导流和二次布液装置的水平管降膜蒸发器技术。     

海水淡化装置中水平管降膜蒸发研究进展

本文对水平管降膜蒸发管的传热特性和流型分布特征进行了概括和总结。同时,对液膜负荷、液体进口温度、分配器结构及换热面强化等对水平降膜蒸发性能的影响进行了阐述。提出了海水淡化装置中采用水平管降膜蒸发器的优越性,及需进行的相关研究。     

制冷系统用新型水平管降膜蒸发

以R134a制冷循环为基础,将水平管降膜蒸发应用于蒸发器中,通过调节不同工况来研究其换热特性。其中热通量8～40 kW·m^-2,工质的喷淋量0.005～0.04 kg·m^-1·s^-1,以光滑管为基础,对针对降膜蒸发而设计的TJX、EX两种强化管进行了实验研究,并利用修正威尔逊法进行数据处理。分析表明,降膜蒸发换热特性主要与热通量和喷淋量有关,而随着热通量的增加,每根管型传热系数在遇到临界热通量点后呈现下降趋势。此外强化表面的传热系数要明显优于光滑管,特别是具有网格槽道设计的EX管。由于实验系统是一个制冷系统,含有润滑油,发现润滑油的存在明显降低了传热系数。最后在实验基础上对光滑管换热特性进行预测,并在此基础上提出强化管的修正系数。     

低Reynolds数下水平管降膜滴状流动的实验研究

为了充分了解水平管降膜滴状流动现象,以水为实验流体,采用高速高清摄像仪对不同管距下水平管降膜滴状流动进行了可视化的实验研究。实验观察了低Reynolds数Re≤200、管间距s≤40 mm 范围内的管间滴状流动过程。根据流动形态的特征,将滴状流动划分为堆积滴状流、不完全滴状流、吊坠滴状流、完全滴状流和不完全回缩滴状流。依据实验结果,绘制了滴状流动形态分区图。提出了分离长度的概念,并讨论了流量对分离长度的影响。研究了低Reynolds数下液滴流动的滴落点间距与流量的关系。结果表明,滴状流的管间流动形态不仅受流量的影响,同时也受管间距的影响。分离长度随着Re的增大呈两段式线性增大。液滴流动的滴落点间距在Re≤100范围内随Re增大而减小,在100<Re≤200范围内趋于平稳。此外,分别建立了分离长度和滴落点间距与Re的关系式。     

液体管外降膜的研究及应用

在实验的基础上探讨了液体在垂直管外降膜的流动规律；分析了影响液膜流量和厚度的因素，提出了计算液膜流量和厚度的方法，并对液体管外降膜装置的设计提出了建议。     

Experimental laminar falling film heat transfer coefficients on a large diameter horizontal tube

A test rig was designed and fabricated to measure local heat transfer coefficients from a large-diameter, steam-heated horizontal tube to thin falling films of water. The results of the experiments generally support the theory developed by Rogers for laminar film conditions, which were found to persist up to film Reynolds numbers of about 2000. Agreement between theoretical predictions of heat transfer coefficients and the measured values is reasonable for the thermal boundary layer development region, but measured values are about 20% lower than predicted values in the developed region. The lower values in the developed region are attributed mainly to measured film thicknesses being greater than predicted values.     

Numerical simulation of liquid falling film on horizontal circular tubes

The objective of this study is to investigate numerically the flow characteristics of falling film on horizontal circular tubes. Numerical simulations are performed using FLUENT for 2D configurations with one and two cylinders. The volume of fluid method is used to track the motion of liquid falling film and the gas-liquid interface. The effect of flow characteristics on heat and transfer coefficient may be remarkable, although it has been neglected in previous studies. The velocity distribution and the film thickness characteristics on the top tube, some special flow characteristics on the bottom tube, intertube flow modes and effect of liquid feeder height on flow characteristics have been studied. Our simulations indicate that 1) the velocity distributions of the upper and lower parts of the tube are not strictly symmetric and non-uniform, 2) the film thickness depends on flow rate and angular distributions, 3) the flow characteristics of the top tube are different from those of the bottom tube, 4) three principal and two intermediate transition modes are distinguished, and 5) the liquid feed height plays an important role on the formation of falling film. The numerical results are in a good agreement with the theoretical values by the Nusselt model and the reported results.     

A study of film thickness and hydrodynamic entrance length in liquid laminar film flow along a vertical tube

The liquid film thickness and hydrodynamic entrance length in a vertical tube was studied experimentally and numerically. Measurements using distilled water, 30 wt % MEA and 40 wt % sugar solutions were carried out to investigate the effects of liquid flow rate on the formation of the liquid film. The experimental results validate the new Navier‐Stokes based equation in cylindrical coordinates (Eq. 16) and the volume of fluid (VOF) model giving a competitively high prediction of the liquid film thickness especially in the low Reynolds number region. In addition, a new empirical model and an improved minimal surface model have been first proposed for calculation of the hydrodynamic entrance length, with a relatively reasonable average absolute relative deviation (AARD) of 3.03% and 6.83%, respectively. Furthermore, the effects of the hydrodynamic entry length on the gas–liquid interfacial area calculated by the improved minimal surface model were comprehensively studied, and can be ignored if the ratio of the liquid film length (y) and the hydrodynamic entrance length (λ_E) is lower than 10. However, it should be noted that the hydrodynamic entrance length cannot be ignored in packed columns in which the liquid flow is very complex due to the packings with different structures and materials. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 2078–2088, 2018     

水平管外降膜蒸发的传热实验

为了提高水平管降膜蒸发的传热性能,提出了在水平管间增加肋板结构来强化传热。研究了以蒸馏水为介质的水平管外降膜蒸发的传热性能,结果表明,管外降膜蒸发传热系数随传热喷淋密度、传热温差和管间肋板宽度的增大而增大,随管径的增大而减小。     

水平管外降膜蒸发流动和传热特性数值模拟

建立三维模型并模拟了制冷剂R410A在水平管外的降膜流动和蒸发过程,探究了喷淋密度、热通量和布液孔偏离管轴心距离对降膜流动和传热的影响。结果表明：沿管周方向,液膜厚度和传热系数逐渐减小并趋于稳定,至管底处由于局部液体堆积,液膜增厚、传热系数降低;喷淋密度较小时,总传热系数随着热通量增加而降低,随着喷淋密度增加而显著提高;液膜Reynolds数达2000后,总传热系数随喷淋密度增加而缓慢提升并趋于平稳,此时热通量的增加会提升总传热系数;随着布液偏心距的增加,总传热系数先略微上升并趋于平稳,而后由于出现局部“干涸”和液膜堆积区域,总传热系数急剧下降;随喷淋密度的增加,总传热系数急剧下降的临界点会逐渐往大偏心距偏移。     

溴化锂制冷蒸发器中钛椭圆管外降膜流动及传热特性

为了提高溴化锂中央空调系统中制冷蒸发器的耐腐蚀性,采用钛管代替铜管,并提出椭圆管代替圆管方式提高钛管外制冷剂蒸发效率,数值模拟研究椭圆系数E对椭圆钛管外制冷剂流动过程、液膜厚度分布及传热系数影响规律.结果 表明:在椭圆系数E=l.0～1.7范围内,随着E增大,管外液膜平均厚度减薄、液膜速度增大、干壁面积减少、传热边界层...     

管内降膜式第二类吸收热泵性能实验研究

分别考察了在垂直螺旋管内降膜式第2类吸收热泵系统中,溶液流量、循环热水流量、操作温度对吸收器传热传质系数、系统性能系数COP及热效率Eth的影响。实验结果表明:随着溶液流量的增加,吸收器的传热传质系数也逐渐增大,而COP与Eth则有下降趋势;增加循环热水流量,吸收器传热传质系数也增大,但对COP与Eth的影响却较小;对于操作温度,吸收器传热传质系数会随着废热温度的升高而增大,随着冷却水温度的降低而增大。同时,通过软件ABSIM的模拟计算,得到的数据与实验数据吻合较好。