蒸汽喷射升液的管内蒸发

用蒸汽喷射作为提升液体的动力,在1.5m长的管内实现了稳定的升膜蒸发,并对该升膜两相流动及传热进行了实验研究和理论分析.研究结果表明,蒸汽喷射对蒸发传热有一定的强化作用,以蒸汽喷射作为提升动力的经济性可以接受.考察了蒸汽喷射升液膜的流动及蒸发传热机理,建立了环状流传热模型,考虑了膜流动界面波的影响.模型计算值与实验值吻合较好.     

实验室用转盘分配式降膜蒸发器

<正> 在有机化学实验中,对于含有热敏性化合物的浓缩,通常采用低温减压薄膜蒸发。而蒸发器的效果好坏往往会直接影响到产物的收率和质量。在一般实验室中经常采用备有旋风分离装置的升膜式薄膜蒸发器。这种蒸发器在蒸发过程中,由于是升膜,料液往往产生回复,延长了料液在蒸发柱中的滞留时间,而操作温度相对也比较高。这样就增加了热分解的可能性,直接影响提浓收率。而且,这种蒸发器较难控制,料液易产生剧冲,影响分离效果。还有一种套筒式的降膜蒸发器,它是由三根不同     

卧式锥形括板膜式蒸发器

<正> 卧式锥形括板膜式蒸发器是一种适用于高粘度、热敏性物料的传热设备。主要用于合成树脂、合成橡胶、合成纤维,以及某些食品、石油化工产品等的蒸发、浓缩、蒸馏、脱溶剂、脱臭等过程,还可用于需要换热,以及具有热敏性的液-液或液-固反应过程。它与通常的立式括板膜式蒸发器相比具有下列优点:     

防止热敏性物料在降膜蒸发器中结焦的方法

针对降膜式蒸发器在蒸发浓缩热敏性物料易产生结焦作了分析,提出了防止结焦的方法及注意事项。     

板式蒸发器的研制

<正> 板式蒸发器是英国APV公司于一九五六年开发的一种新型蒸发装置。目前,在国外已广泛应用于食品、化工、医药工业中热敏性物料的浓缩、稀溶液浓缩和海水淡化等过程中,国外文献报导的板式蒸发器大都采用升膜蒸发和降膜蒸发组合形式,并采用多效蒸发,以提高效率和节约能源。     

脂肪酸甲酯降膜蒸发器沸腾传热性能

利用传统的多管排列式蒸发器对高黏度、易结垢的混合物进行蒸发,容易造成布液器堵塞,且结垢后的传热管难以清理。因此根据物料特性,本文设计了一种新型的降膜蒸发器,采用大降液孔加倾斜环板进行布膜,利用内径较大的锥筒作为传热壁面,并以粗甲酯作为试验工质对蒸发器的降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥度角、液膜流动雷诺数以及输入热通量之间的关系进行了试验研究。结果表明：该型蒸发器对于上述工质具有较好的适用性,蒸发系统能够在保持较高的传热系数的条件下,连续运行而不发生堵塞;蒸发器筒体锥度角有效地强化了降膜蒸发传热过程,而较大的热通量及进料流量在一定程度上却不利于蒸发传热。最后建立了降膜蒸发传热系数随蒸发器筒体半锥角和流动准数之间的经验关联式。     

液膜式蒸发器的应用与設計

一、液膜式蒸发器的应用液体物料在一般蒸发器内蒸发,其停留及受热时间颇长。分批操作时,停留可达数小时之久。连续操作时也有一小时。即使在循环式蒸发器内也有长达数十分钟之久的。许多料液在沸腾温度下,若受热时间过长,极易分解而破坏。虽然在真空下操作能降低其沸腾温度,但有些对热非常敏感的物料,如番茄汁、桔子汁、甜菜汁、血浆、肝浸出液、牛乳、维生素、动物胶、凝胶及单宁萃取液等仍然会遭到损坏。因此,在蒸发浓缩热敏感性的料液时,就有必要采用停留受热时间仅达几秒钟,而蒸发速度极快的设备。     

MVR蒸发器管内沸腾传热传质数值模拟

建立了MVR升膜循环蒸发器管内沸腾蒸发传热传质三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型、多相流混合模型和C语言编写气液两相之间质量传递和能量传递的自定义函数,对光管和波纹管内氨基酸废水溶液的沸腾蒸发传热传质特性进行了数值模拟研究,得到了光管和波纹管内湍流强度、温度场、相变含气率和平均沸腾传热系数的分布规律,比较了光管和波纹管内流体的流动和传热传质特性,分析了不同管壁加热温度和进口流速对沸腾传热性能的影响。结果表明,采用MVR升膜循环蒸发器可以实现氨基酸废水溶液的低温负压沸腾蒸发操作,传热管的结构对流体的流动和传热传质有影响,波纹管与光管相比可使平均沸腾传热系数提高2.2倍。     

低液速载气蒸发传热与操作特性的研究

载气蒸发是利用在垂直加热管的底部引入一种惰气作为载气,使液体的蒸发在气液两相界面上进行的过程。为减少热敏性物料蒸发过程中物料的停留时间而开发的升膜单程直通式载气蒸发器,要达到足够的浓缩效果,必须在低液速条件下进行,因而对低液速载气蒸发传热和操作特性的研究成为一个急需解决的问题。今在减压条件下,于φ27mm3mm,加热长度为1350mm的垂直不锈钢管中进行了低液速载气蒸发传热和操作特性的研究,实验中获知在一定的操作温度下,对于入口表观液速ul=0.032~0.321m穝-1时,当采用较低的表观载气速时,蒸发传热膜系数随表观载气速的增加而增加,而且较对流沸腾有明显提高,加热壁面温度降低;但当表观载气速过大时,传热膜系数反而随着表观载气速的增加而减小。同时研究中对低液速载气蒸发的操作机理进行了进一步的分析。     

蒽醌法过氧化氢浓缩工艺技术开发通过局级鉴定

<正> 由化工部黎明化工研究院研究成功的蒽醌法过氧化氢浓缩工艺技术开发成果,于1987年10月24日在北京通过了局级技术鉴定。该浓缩工艺可将葸醌法生产的低浓度(20～30%)过氧化氢浓缩精制成浓度为50%的产品,主要工艺过程是将低浓度过氧化氢于升膜蒸发器中蒸发,蒸发后的剩余液经去离子水稀释后于另一升膜蒸发器中再蒸发,两次蒸出的蒸气进入精馏塔精馏提浓,从塔     

水平管内纯饱和蒸汽强制对流冷凝局部换热特性

通过对水平管内饱和纯蒸汽强制对流冷凝换热的实验研究, 分析在管内两相流型为环状流-半环状与波状流时, 质量含汽率、蒸汽入口流速和压力对蒸汽冷凝换热的影响, 并得到了同时适用于这两种流型的计算局部冷凝传热系数的经验关联式。结果表明:局部冷凝传热系数在环状流-半环状流及波状流下均随质量含汽率和压力的降低而减小;在环状流-半环状流下, 随蒸汽入口流速的升高而增大, 在波状流下, 随蒸汽入口流速的增大而减小;实验拟合所得到的换热经验关联式与实验结果符合良好, 偏差在±20%以内。     

Analysis of process peculiarities of thin film disalination plants

In this article a large complex of researches on hydrodynamics and heat transfer is carried out on a current of thin film in up flow, down flow and horizontal-tube falling film desalination plants. Based on the results of observation of the mode of movement of a film on such heating surfaces and steam formation, explanations of physical features of hydrodynamics are given, and heat transfer for seawater and their essential difference in relation to distillate is shown. By results of data processing the currents, ensuring stability, minimal charge of seawater are offered for these processes, as well as an equation for calculation of average and maximal thickness of a film. The equations of heat transfer characteristics for all these thin film regimes are obtained.     

振荡热管内不同形态纳米颗粒流动及传热特性

主要针对不同形态的纳米颗粒在振荡热管内的流动及热传输特性进行了实验研究。在相同的压力、相同的热管倾角、不同的充液率条件下,对振荡热管内工质分别为Cu-水纳米流体以及Cu-水纳米流体中Cu纳米颗粒沉积后溶液的流动以及热传输特性进行了实验研究,并与工质为蒸馏水时进行了对比实验分析,以此来研究振荡热管内气、液以及纳米颗粒多相流动存在时,对热管传输特性的影响。实验表明：当振荡热管内存在气、液以及不同形态的纳米颗粒多相流动时,对其传热特性会产生很大的影响,在一定条件下会起到强化传热的作用。     

升膜蒸发管内流型可视化及传热性能

为了探究热流密度、真空度和流量对升膜蒸发器传热性能的影响,以及对升膜加热管内流体流型进行观测和分析,本文建立了升膜蒸发系统传热实验平台,对升膜蒸发器的传热特性和流体流型进行实验研究.实验所用升膜管管长2200mm,升膜管采用镀透明导电膜石英管,工作介质为水;升膜管蒸发侧采用电加热方式;研究了热流密度(6.71kW/m²≤ q≤ 26.79kW/m²)、流量(20L/h≤ M≤ 100L/h)和真空度(0≤ P≤ 15kPa)对升膜加热管流体流型和传热特性的影响.结果表明:通过电加热的方式可以实现石英管内溶液的升膜蒸发,并能观测到泡状流、块状流、弹状流、柱塞流、环状流和雾状流;热流密度低于6.71kW/m²时无法形成升膜蒸发,随着蒸发侧热流密度的增大,升膜管内环状流长度增大,管内传热系数增大;随着流量的增大,升膜管内液体湍流强度增大,管内传热系数增大;真空度对流体流型影响较大.     

水平管内含空气蒸汽流动冷凝局部换热特性

通过进行含空气蒸汽在水平管内强制对流冷凝换热实验,结合流型判断结果,详细分析了空气质量分数、混合气流速和压力以及换热管内壁面过冷度对局部冷凝传热系数的影响。结果表明:局部冷凝传热系数始终随空气质量分数的增加而减小,随混合气总压的增加而增大;在环状流下,局部传热系数主要受混合气流速影响;在波状流下,局部传热系数大小由局部空气含量和波状流的发展程度决定;在分层流下,局部传热系数受壁面过冷度影响。     

直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热数值分析

准确预测直流蒸汽发生器流动沸腾及蒸干对其设计、安全可靠运行极其重要。通过对B&W公司直流蒸汽发生器进行合理简化,引入两流体三流场数学模型及壁面热通量分区模型,分别进行基于常热通量和耦合传热的蒸汽发生器流动沸腾数值模拟。结果表明：蒸干发生时传热性能急剧下降,常热通量边界下壁温升高的幅度相当大（约300 K·m^-1）,而耦合传热边界下壁温飞升幅度约为25 K·m^-1,与实际情形相一致;两种热边界中预热区会发生过冷沸腾,壁面处传热由液相对流换热、淬火换热和蒸发换热3部分构成,核态沸腾区蒸发换热为主要换热方式,同时伴随着液相对流换热和淬火换热,蒸干发生时淬火换热和蒸发换热全部降到0,在蒸干后传热区域换热方式为气相对流换热。     

聚四氟乙烯薄膜表面滴状冷凝传热实验研究

为了探索实现滴状冷凝传热的新表面涂层 ,采用离子束动态混合注入技术制备了紫铜基聚四氟乙烯(PTFE)薄膜 ,显著地提高了水蒸气冷凝传热性能。实验表明 ,该表面涂层能够实现常压水蒸气稳定的滴状冷凝形态 ,在表面过冷度 9.8— 1 4 .2K范围内 ,滴状冷凝传热通量和传热系数比膜状冷凝结果提高 30—47倍。同时发现 ,在大气压附近 ,热通量和冷凝传热系数都随着水蒸气蒸汽温度的增加而增加 ,但表面过冷度随蒸气温度增加呈弱增加趋势     

直管式直流蒸汽发生器不同运行参数下两相流压降预测

将B&W公司的直流蒸汽发生器进行简化,采用常热流边界条件进行不同运行参数下直流蒸汽发生器二次侧流动与换热过程数值模拟,并与经典摩擦压降经验关联式进行对比。结果表明：Martinelli-Nelson关联式更适用于预测蒸干发生时两相流的摩擦压降;摩擦压降随质量含汽率增加整体呈现上升趋势,蒸干发生时摩擦压降的变化率明显增大;管内气液两相流摩擦压降随质量流量和热通量增加而增大,随运行压力增大而减小。其中质量流量、运行压力对摩擦压降的影响较明显,热通量对其影响较小。     

基于流固耦合的蒸汽发生器换热管结构应力分析

以核电站蒸汽发生器为研究对象,采用两流体模型描述二次侧汽液两相流动及沸腾换热,利用CFX对一、二次侧流体与换热管及支撑板的耦合流动换热进行三维数值模拟,在此基础上提取一、二次侧流体压力载荷,在Workbench平台中实现载荷向结构模型的传递,计算换热管结构应力。流固耦合计算结果表明：支撑板位置处二次侧流体流速迅速增大又快速减小,并且流体湍流耗散急剧增大造成二次侧流体压力损失增大;换热管压力应力取决于一、二次侧流体压差,整体平均压力应力约为58 MPa,与实际测量参数相符。