波纹管降膜蒸发器传热性能的研究

本文分析了影响波纹管降膜蒸发器传热性能的主要因素，以葡萄糖溶液为工质，通过实验研究，建立了传热系数准数经验关联式，研究结果表明，准数经验关联式计算值与实验值吻合较好，为工程设计提供了参数依据。     

波纹管降膜蒸发器强化传热技术

本文描述了管式换热器的强化传热技术，并从传热机理出发，对波纹管降膜蒸发器的结构特点和强化传热特性进行了分析，阐述了波纹管降膜蒸发器的防除垢性能及其存在的问题。     

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。     

低温地热双循环式发电系统横管喷淋降膜蒸发器传热性能实验研究

以R245fa为工质,搭建有机朗肯循环（ORC）发电系统横管喷淋降膜蒸发器传热测试平台,研究有机工质喷淋密度,地热水初温及流率等因素对管外换热系数的影响。实验结果表明：随着有机工质喷淋密度、地热水初温、地热水流率的增大,传热系数均先增大后减小。最后,根据实验结果,对现有横管喷淋降膜蒸发器的管外传热系数经验公式的参数进行修正。     

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。     

降膜蒸发过程的传热性能研究

对圆管和平壁的降膜蒸发过程的传热机理及影响因素进行了分析,并对已有的实验结果进行了比较;已有的实验研究主要是围绕圆管或平壁来进行,不利于找出最佳加热元件;提出在平壁表面加圆管型肋的复合加热元件,对其进行研究有利于找出最佳加热元件,对提高降膜蒸发传热效率极具实用价值。     

水平外波纹管降膜管间流型转变

相比于光管,外波纹管的壁面凹凸结构可增加换热面积,从而提高水平管降膜蒸发器的传热特性。准确预测溶液管间流型是提高传热传质性能的关键步骤。建立了水平管降膜实验装置,研究管间距、溶液浓度、管型对降膜流动过程管间流型转变的影响。结果表明:随着雷诺数(Re)的增加,管间流动形态依次出现滴状流、滴柱状流、柱状流和柱片状流和片状流;对于每一种流型转变所对应的Re,外波纹管明显低于光管,并随管间距的增大而增大,随NaCl溶液质量分数的增大而减小;相较于光管,两种外波纹管更易在较低Re下获得各稳定流型。流型转变边界可以通过流体Re与伽利略数(Ga)之间的函数关系式描述。通过拟合实验数据,得到了3种管的流型转变关系式。     

叉流高效降膜蒸发器传热传质规律研究

建立了描述叉流式和膜蒸发过程的理论模型,预测结果与实验基本相符,在分析和探讨蒸发器传热传质规律过程中,发现根据入口水温的不同,蒸发器可分别用于蒸发冷却和海水淡化,从蒸发冷却和加热蒸发两个角度讨论了气流,水流及蒸发器结构参数对系统性能的影响,为蒸发器的优化设计奠定了基础。     

降膜蒸发冷却复合传热传质研究

建立了描述叉流式降膜蒸发传热传质过程的数学模型,对气相微分中利用积分法求解,导出确定气液界面温湿度的数学表达式。计算与实验结果对比基本一致。对叉流式降膜蒸发冷却进行深入分析表明,该冷却手段可使处理空气的最低温度接近或达到空气的湿泡温度,得到叉流式蒸发冷却脱身人气流温湿度分布曲面及气液界面温度分布曲面,表明典型工况下,叉流直接蒸发冷却器可使处理空气温度１０℃左右。     

管式降膜再沸器内CO2吸收液传热传质性能研究

在烟气CO₂化学捕集系统中,需要高效的再沸器来提供解吸塔内再生的热量和传质动力降膜再沸器能够保证高换热系数、溶液短暂的停留时间和高气液分离度,实现高效换热和降低吸收剂热降解的风险。以不同浓度的单乙醇胺(MEA)溶液作为液相进行单管降膜传热实验,通过计算热通量、降膜换热系数和再生率来探究液相流量、加热功率和液相进口温度对降膜传热效果的影响。实验结果表明,降膜换热系数和再生率随着液相流量的增加先减小后增大;随着加热功率和液相进口温度的增加,降膜换热系数和再生率逐渐增大。同时,在考虑到二次蒸汽影响的条件下,根据实验数据分析得到关于胺溶液的降膜传热实验关联式。     

氨水竖管降膜蒸发实验和理论研究

为了增强氨水竖管降膜蒸发过程中的热质传递效果,建立了降膜蒸发过程的数学模型,基于有限容积法对模型进行了求解,并通过实验验证了模型的准确性,用数学模型计算了溶液的速度场、浓度场、膜厚和换热量,得出结论:降膜蒸发过程的入口段小于100 mm,在入口段,溶液的流速和膜厚都发生剧烈的变化;最佳的布膜厚度是由溶液进口流量决定的;单位管长氨气的蒸发量随管长由上而下逐渐减小,前3 m管长的蒸发量占整个蒸发量的80.64%。基于建立的数学模型,可以确定不同流量下的布膜器最佳布膜厚度和管道最佳长度,为降膜换热器的优化设计提供参考。     

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 numbe...     

锥形分布器下竖直圆管降膜的数值模拟

通过建立竖直圆管内降膜蒸发的物理模型,对锥形分布器管内的气液两相逆流的换热特性进行二维CFD数值模拟,采用VOF方法捕捉两相流的流动界面,分析了管壁上液膜的膜态、膜厚、速度和温度分布。结果表明:液膜的膜态和温度分布与喷淋量紧密相关,随着喷淋量的增大液膜的稳定性逐渐增加,在喷淋量为1.48 kg/(m·s)时液膜的稳定性最好,液膜表面温度逐渐降低;液膜的降膜膜态分布分为上端的稳定段和下端的震荡段;2 000Re10 000时,管壁的平均传热系数呈现逐渐增大的趋势;膜厚的模拟值与Nussult和Brauer的理论计算值吻合较好。     

竖直螺旋槽管壁面液膜在蒸发/冷凝时的传热特性的研究

研究竖直螺旋槽管壁面液膜在传热条件下的液膜形成及流动特性，建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解，且分析了壁面液膜在蒸发，冷凝及无热传输时的液膜厚度分布及速度分布，结果表明，液膜的形状主要受表面张力影响，在表面内弯处流膜较厚，而在槽道起始部液膜较薄，相对于光滑直管，竖直螺旋槽管壁面液膜具有均匀的厚度分布和更好的传热传质性质，特别在冷凝时壁面液膜更薄且分布更加均匀。     

Gas Absorption by Wavy Falling Liquid Film Formed on Inner Surface of Vertical lubes

An experimental study on gas absorption into falling liquid film formed on inner surface of vertical tubes has been carried out in order to clarify fundamental characteristics of the gas absorption and enhancement by surface waves. The water supplied into the test tubes is periodically disturbed by fluctuating a silicon tube before the test section with a speaker and the wavy films absorb the oxygen filled in the tubes. Imposing the periodic disturbance enhances the gas absorption and the enhancement has a maximum at around 20-30 Hz, where the gas absorption is 20-30% higher. Mass transfer coefficients obtained with five tubes agree well with those obtained with single tube. Two-dimensional numerical simulations have also been conducted for gas absorption by wavy film and the enhancement mechanism of the gas absorption is discussed.     

非能动安全壳竖直平板降膜流动特性数值模拟

核电安全日益受到关注,非能动系统作为第三代核电系统具有很高的安全性。采用FLUENT流体体积分数(volume of fraction,VOF)模型和k-ε湍流模型对非能动安全壳冷却系统(passive containment cooling system,PCCS)三维平板降膜流动进行数值模拟。结果表明:1)在降膜过程中有波动现象,最终波动趋于平缓;2)水与空气逆流流动过程中发生轻微的液滴夹带;3)降膜流动受重力、表面张力与壁面黏滞力共同作用,液膜厚度沿横向分布均匀,沿高度方向平均液膜厚度越来越小,并且受进口水流速度与入口宽度影响,水流量一定时增加进口水流速度与入口宽度,平均液膜厚度增大,空气入口流速对水膜厚度影响相对较小。