水平管外降膜蒸发传热性能的实验研究

以水为介质研究了水平管外降膜蒸发的传热性能,并对喷淋密度和热通量等因素对传热性能的影响进行了分析,得到了传热系数关联式,该式的计算值与实验值相差在±10%以内。     

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。     

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。     

椭圆管外液膜流动的数值模拟及传热实验研究Ⅰ：数值模拟研究

针对水平椭圆管降膜蒸发海水淡化的技术特点,在流体力学和传热学理论分析基础上,运用自定义函数（UDF）对FLUENT软件进行二次开发,采用分布参数法建立数学模型,对椭圆管外液膜流动进行了三维数值模拟研究,并与圆管进行对比分析,得出椭圆管截面形状因子对液膜分布和流动形态的影响规律。模拟结果表明,E=1.5的椭圆管具有液膜薄,均匀性好的特点,管表面更易形成柱状流,当入口流速为0.8 m/s时,此椭圆管外液膜分布状态最好。     

水平椭圆多孔管外降膜沸腾传热的研究

将椭圆截面多孔表面管用于强化水平管外喷淋式降膜沸腾传热过程,研究了强化传热机理,分析了各种因素对该传热过程的影响,并将实验数据拟合成数学关联式。实验结果表明,椭圆截面多孔表面管能够显著地提高水平管外喷淋式降膜沸腾传热性能。     

表面处理水平管外海水降膜蒸发传热的初步实验研究

对经处理的表面进行了传热性能测定和表面抗垢特性的考察。考察了淡水和海水在离子镀铬、氮化钛和化学处理水平铝管外表面的降膜传热热性。实验结果表明，经过表面改性处理后的表面可以实现高传热率、耐腐蚀和抗污垢的多重综合功效，对于开发新型海水淡化蒸发技术和设备具有重要的意义。但是表面处理的工艺条件需作进一步的研究和分析，以期实现在较长时期内的稳定工作的需要。     

水平蛋形管降膜蒸发器管外液膜铺展数值模拟

水平异形管与圆管相比,具有管外液膜成膜排数多、液膜流动稳定和传热性能好等优点.对柱状流下水平管降膜蒸发器管外液膜流动进行三维数值模拟,分析椭圆率、喷淋高度和横截面尺寸对蛋形管管外液膜铺展的影响.结果表明:蛋形管管外液膜铺展分为喷淋区、平稳区、叠加区与脱落区.液膜厚度随轴向位移Z增大而增大;当Z=0-6 mm时,液膜厚度...     

椭圆管外液膜流动的数值模拟及传热实验研究Ⅱ:实验研究

在椭圆管外液膜流动数值模拟的基础上,对椭圆管外的液膜厚度和传热性能进行了实验研究.研究结果表明:椭圆管外液膜厚度的模拟计算与实验结果基本吻合,误差约8％,可见数值模拟方法正确;长短轴比为1.5的椭圆传热管的传热系数比圆管提高20％ ～ 22％,可见椭圆管型强化传热明显.     

影响水平管外降膜蒸发传热膜系数因素的研究

主要研究以水为介质、水平管为盲管的降膜蒸发器,并对影响该蒸发器管外壁蒸发侧传热膜系数的主要因素进行了分析.为今后实际应用多效水平管降膜蒸发器作好理论准备.     

降膜蒸发器传热特性的数值模拟

回顾了国内外对降膜流动与传热问题的研究状况,并指出了当前研究中存在的一些问题,接着采用P-S(Patankar-Spalding)方法对蒸发器内部的液膜流动进行了模拟。在模拟的过程中,先对降膜流动与传热模型进行了简化,建立了流动与传热的控制方程组,再采用有限体积法对其控制方程进行离散化,在处理不规则的气液交界面时采用了P-S方法的处理策略,之后设计出了相关的计算方法并编写了计算程序。最后还拟合了换热系数计算关系式,和前人的研究成果相比较,误差在20%以内。     

液体管外降膜的实验

在实验的基础上探讨了液体在垂直管外降膜的流动特性,分析了影响液体管外成膜均匀性和润湿性的影响因素,提出了布膜装置的环隙在0.5～2.0mm有一最佳值,喷淋密度在250～700kg/(m·h)之间有一最佳值,布膜装置的进液采用单管沿壁面旋转270°切向流的进液方式,并对液体管外降膜装置的设计提出了建议。     

管外降膜湿润能力的实验研究

在不同进液流量、进液高度、进液孔径、管径和倾斜角下,用图像法测量了光滑圆管外壁液膜湿润长度,研究了各参数对液膜湿润能力的影响. 结果表明,随进液流量增大,液膜湿润能力先增大后稳定在一个固定值. 研究进液高度对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜进液高度对液膜湿润能力的影响较小;流型为柱状?片状流时,随进液高度增大,液膜湿润能力先减小后不变;流型为片状流时,液膜湿润能力达到饱和. 研究进液孔径对湿润能力的影响时需考虑液膜的流型,流型为柱状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大先增大后减小,变化幅度较小;流型为柱状?片状流和片状流时,液膜湿润能力随进液孔径增大而减小. 一定流量下,管径越大,液膜湿润表面积越大,湿润能力越差. 受倾斜角度的影响,液膜湿润长度不再沿进液柱对称分布,湿润能力出现下强上弱的分布规律.     

水平降膜管外液膜厚度分布

研究了液膜流动破裂的基础机理,构建了考虑表面张力、重力、惯性力及剪切应力等因素的液膜动力模型,采用边界层积分法,引入含有三次项剪切力项的速度分布函数,推导二维稳态水平管外环向液膜的厚度方程.通过数值方法求解该厚度方程,得到水平管外环向液膜厚度的分布规律.结果表明,随环向角度增大,环向液膜厚度先减小后增大,最薄液膜位置角在环向90?之后,且流量、剪切应力系数与管径等因素不改变环向液膜厚度的分布趋势,改变了环向最薄液膜位置角.最薄液膜位置角随流量增大、剪切应力系数减小及管径减小而增大.表面张力是影响环向液膜稳定性不可忽略的因素.     

聚合釜传热性能的实验研究及数值模拟

基于CFD模拟与传热实验相结合的方法对5 L夹套聚合釜的传热性能进行研究。建立聚合釜的液固耦合稳态传热模型,获得釜内流体、夹套内流体及金属固体域内温度分布。开展传热实验对模拟结果进行验证,各对比点温度的最大相对误差在1%～5%范围内。通过模拟获得釜内外壁面传热系数及总传热系数,并关联出釜侧及夹套侧Nu的经验式。结果表明:釜内流体温度分布方差始终在0.002以下,固体域内和传热边界层温度梯度较大,传热边界层厚度约3.8 mm;实验范围内,入口温度和反应放热量对釜内温度的影响显著,入口流速次之,搅拌转速影响最弱;夹套侧传热系数远小于釜侧传热系数,提高夹套侧传热系数是提升传热性能的关键;实验用聚合釜外表面散热量与内外温差呈正比,比例系数约为3.031 W·K^-1。     

自由降膜传热传质数值模拟技术研究进展

自由降膜过程在许多工业领域,特别是在石油化工工业中有着非常广泛的应用。近年来,随着计算机技术的发展,采用理论分析、数值模拟和实验相结合的技术手段,对降膜传热传质过程进行了深入的研究,为优化降膜传热传质过程和新型设备的开发提供了理论基础。     

水平管外喷淋式降膜蒸发的研究

本文探讨了水平管喷淋式降膜蒸发的研究.本实验分别采用电加热和蒸汽加热方式,对不锈钢光滑管和电化学腐蚀多孔表面管进行研究,所用工作流体为脱离子水.除了表面几何情况的研究以外,还以液体进料速率(喷淋密度)、热通量的变化、多孔表面管的热处理情况、以及管内蒸汽速度作为研究的参变量.由于多孔表面管对液膜核状沸腾的促进作用,多孔表面管与光滑管相比,其强化作用是显著的.     

竖直管外降膜吸收传热传质过程强化的研究

对LiBr溶液在光滑管和四种换热强化管竖直管外降膜吸收过程进行了实验研究,得到了实验条件下的最佳管型,分析了非绝热吸收过程中传热传质相互作用,相互影响的关系,建立了竖直管外降膜吸收热－质传递过程的数学模型,并对该过程进行了数值计算,模型计算值与实验结果的比较证明该模型具有较好的适用性。     

伞板式降膜蒸发器传热性能的实验研究

针对专利设备伞板式蒸发器,建立了一套实验装置。以水和5%~40%的碳酸钾水溶液为工作介质,对实验装置的传热性能进行了实验研究,分析了影响伞板式降膜蒸发器传热的主要因素,并且得到了伞板降膜蒸发侧无因次传热系数的实验关联式。通过对液膜破裂的实验研究,证明了该结构的蒸发器在小流量情况下液膜不易破裂的特性。     

伞板式降膜蒸发器传热性能的实验研究

本文以水和5％～40％的碳酸钾溶液为工作介质，对伞板式降膜蒸发器的传热性能进行了实验研究，分析了影响伞板式降膜蒸发器传热的主要因素，并且得到了伞板降膜蒸发侧无因次传热系数的实验关联式。通过对液膜破裂的实验研究，证明了此结构的蒸发器在小流量情况下液膜不易破裂的特性。