横管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的性能分析

在分析横管降膜蒸发机理的基础上，设计了一台降膜蒸发太阳能海水淡化装置，并对影响该装置性能的因素进行了实验研究。结果表明，该装置比传统的叠盘式太阳能海水淡化装置瞬态时间短，蒸发效果好，运行温度低。保持合理的海水喷淋密度，使海水在管外降膜蒸发，可使装置在较宽的温度范围内(70～9012)运行，且具有较高的淡水产量和能源利用率(7096以上)。     

横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计

随着横管降膜蒸发技术在低温多效蒸发海水淡化系统中的应用和推广,低温多效蒸发海水淡化技术以其传热系数高、热耗量小、要求供热的温位低等优点成为未来第二代海水淡化技术的主流技术.本文开展了横管降膜低温多效蒸发海水淡化系统的优化设计,比较了不同流程下低温多效蒸发海水淡化系统的热力特性,串并结合流程以其传热面积小、设备制造成本低...     

横管降膜蒸发内回热式太阳能海水淡化装置的实验研究

设计建造了一台利用太阳能或其它余热驱动的横管降膜蒸发内回热式海水淡化装置，并利用模拟热源对该装置进行了实验研究，由于在系统的蒸发及冷凝过程中，大部分水蒸汽的凝结潜热被重复利用于海水的预热及蒸发过程，因而系统具有较高的产水率，同时，由于在气流的闭式环过程中，蒸发腔中处于负压状态，冷凝腔中处于正压状态，强化了系统的产水性能，使系统的产水效率比传统的盘式太阳能蒸馏器提高了3倍左右，介绍了系统的瞬态特性及运行温度，供海水流率与产水量的相互关系，对影响系统产水率的其它因素进行了讨论。     

横管降膜蒸发过程中管间距对传热系数影响的实验研究

针对横管降膜蒸发器的4种主要布管方式(三角形、正方形、转角三角形、转角正方形)所对应的3种管间距下,以海水和纯水作为实验工质的传热系数进行了实验研究。研究结果表明:转角正方形布置(管间距为45.7mm)下的传热系数最高,三角形布置(管间距为57.2mm)次之,正方形、转角三角形布置(管间距为33.02mm)的传热系数最低;随着蒸发温度的升高,纯水作为实验工质时的三种管间距传热系数差异减小,而海水实验结果则正好相反;不同管间距传热系数产生差异的主要区域为管周向0~135°区域。     

降膜蒸发低温多效太阳能海水淡化系统实验研究

基于横管与竖管降膜蒸发与降膜凝结的强化传热传质机理,设计建造了一台具有四效回热性能的小型低温多效式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖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,提高了系统的性能系数。在供热水温度为75℃、系统内部压力为10kPa左右时,装置的性能系数可达到3.0左右。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。     

一种竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的实验研究

设计了一种竖管降膜—横管冷凝的太阳能海水淡化装置。以电加热作为供热热源,在不同的运行参数下进行了实验研究,分析了影响装置性能的各种因素。分析表明:在供能相同的情况下,闭式循环的单位能耗产水率比开式循环提高了约1.0~1.5倍;提高循环热水进口温度有利于提高产水率和单位能耗产水率;海水流率有一个理想取值范围。     

降膜蒸发多效回热吸收式太阳能海水淡化系统的实验研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有四效回热性能的吸收式太阳能海水淡化系统,用电加热水箱模拟太阳能集热系统,对该系统进行了模拟实验。实验中,对系统的瞬态和稳态性能进行了测试,给出了系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明,由于在本系统中采用了横管、竖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,并由于吸收工质对最末效蒸汽进行了主动吸收,回收了蒸汽的焓,从而强化了最后一效的蒸发过程,因而系统具有较高的性能系数。在供热水温度为80℃、系统内部压力为15kPa时,四效装置的性能系数可达到3.0左右,体现出吸收式系统的良好优势。对影响产水率的其他因素也作了探索与分析,给出了合理的取值范围。     

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。     

降膜蒸发三效立式全自然能源海水淡化系统的实际运行

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计制造了一台具有三效回热性能的多级蒸馏装置,用80m2全玻璃真空管太阳能集热系统为该装置供热,用1kW风能发电提供动力,对装置进行实际天气下的动态测试。实验结果表明,晴好天气条件下,系统单位集热器面积产水量达到10m3/m2以上。对影响产水率的主要因素作了探索与分析,给出了合理的取值范围。对系统的经济性也进行了初步分析和计算。     

吸收式太阳能海水淡化系统中降膜吸收与再生过程研究

针对吸收式太阳能海水淡化系统设计了降膜吸收、再生实验装置,分别以溴化锂、氯化钙两种溶液为工质对装置进行了实验研究。通过改变影响工质吸收与再生性能的条件(如溶液浓度和温度等),给出了不同工况下系统的运行情况。实验结果表明,当运行压力低于20kPa、热源温度高于75℃时溶液已有较好的再生速率,而当海水蒸发温度高于45℃时,溶液也已有较好的吸收速率,完全满足太阳能集热系统供热要求。还给出了系统最佳运行参数范围。     

水平管降膜蒸发器传热传质实验研究

水平管降膜蒸发器因传质传热系数高而被广泛应用于淡化水处理中。搭建了水平管降膜蒸发传热实验台,通过对实验结果的归纳,得到了水平管降膜蒸发器的蒸发量随喷淋密度、蒸发温度、热通量的变化规律及热量利用率随蒸发温度的变化规律。结果表明,热通量范围不同时,蒸发量随喷淋密度的变化规律不同;蒸发量随热通量的增大而增大,随蒸发温度的增大而增大;热量利用率随蒸发温度的增大而增大。     

海水淡化系统水平管降膜蒸发器传热系数研究

针对海水淡化系统水平管降膜蒸发器,总结和分析管内冷凝侧与管外蒸发侧的换热系数关联式,比较管内径、入口蒸汽流速、蒸汽冷凝温度、出口蒸汽干度对管内蒸汽冷凝侧换热系数的影响;研究传热温差以及喷淋密度对管外蒸发侧换热系数的影响。结合不同的污垢系数,进行了总传热系数的影响因素分析,为海水淡化系统的工程设计提供依据。     

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。     

Evaporation heat transfer of falling water film on a horizontal tube bundle

A numerical simulation and experimental study were carried out for evaporation heat transfer of a falling water film on a smooth horizontal tube bundle evaporator. A laminar model and a turbulence model were respectively adopted to calculate the heat transfer coefficients of falling water film on horizontal heated tubes. The calculation zone on the heated tube was divided into the top stagnation zone and the lateral free film zone. The initial boundary conditions for the free film zone were determined from the calculated results of the stagnation zone. The modified wall function method was used for the turbulent flow. Comparisons between the experimental data and the numerical solutions by use of two flow models show that the experimental data lie between the laminar model solutions and the latter turbulence model solutions and that they are closer to the latter solutions. Finally, a simple dimensionless correction based on the numerical simulations is proposed for predicting the evaporation heat transfer of falling water film for actual engineering applications. © 2001 Scripta Technica, Heat Trans Asian Res, 31(1): 42–55, 2002     

Experimental study on a horizontal tube falling film evaporation and closed circulation solar desalination system

A specifically designed solar desalinization system with a solar collector (about 2.01 m² in area) has been developed and tested under practical weather conditions. In this system, a considerable fraction of the latent and sensible heat is successfully recycled and utilized for preheating the feedstock and recycling air via a condensation cavity and heat exchangers. The thermal performance of the system is greatly improved because of the falling film evaporation technology used. As a result, the yield is about two to three times more than that of a conventional single basin type solar still under the same conditions. The transient-state performance of the system, the relationships with the solar radiation, the operating temperature, the feedstock flow rate and the productivity are presented. Other factors influencing the freshwater are also discussed.     

Mathematical simulation of lithium bromide solution laminar falling film evaporation in vertical tube

For utilization of the residual heat of flue gas to drive the absorption chillers,a lithium-bromide
falling film in vertical tube type generator is presented.A mathematical model was developed to
simulate the heat and mass coupled problem of laminar falling film evaporation in vertical tube.In the
model,the factor of mass transfer was taken into account in heat transfer performance calculation.The
temperature and concentration fields were calculated.Some tests were conducted for the factors
such as Re number,heating flux,the inlet concentration and operating pressure which can affect the
heat and mass transfer performance in laminar falling film evaporation.The heat transfer performance is
enhanced with the increasing of heat flux.An increasing inlet concentration can weaken the heat
transfer performance.The operating pressure hardly affects on heat and mass transfer.The bigger inlet
Re number means weaker heat transfer effects and stronger mass transfer.The mass transfer
obviously restrains the heat transfer in the falling film solution.The relation between dimensionless
heat transfer coefficient and the inlet Re number is obtained.     

水平管降膜蒸发中强迫对流传质过程实验研究

对水平横管束降膜吸收器中,溴化锂溶液表面自然对流和强迫对流传质现象,分别在常压和负压下进行了实验研究。以惠特曼提出的双膜模型为基础,对实验结果做出了分析;以图线的方式,直观的比较了传质系数与压力,溶液表面对流情况的关系。得出了强迫对流对传质系数有很大提升的结论。     

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.     

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。