水平管降膜蒸发海水淡化的传热试验研究

以φ19×0.75的光滑铝黄铜管为研究对象,在多功能蒸馏海水淡化传热试验平台上进行了水平管降膜蒸发传热试验研究,分析了液体负荷、热通量、蒸发温度和传热温差等对水平管降膜蒸发总传热系数的影响.试验研究结果可为海水淡化工程提供设计依据,为传热管间液体流动及传热传质的数值模拟研究提供对比数据,为水平管蒸发器的优化设计提供技术...     

T形强化传热管在海水淡化器中的应用

本文用蒸馏法对海水进行淡化,将T形强化传热管用于海水淡化器中,并对T形管和光滑管的海水沸腾换热进行了对比实验测定。实验结果表明,采用T形强化传热管后,过热度由光滑管的8℃左右降低为5℃左右;管外传热膜系数增加80％;长期运行,T形管热阻只增加15％,而光滑管增加100％。采用T形管强化海水沸腾,将大大降低能耗,有很好的工业应用前景。     

横纹管强化吸收器的传热传质实验研究

在吸收式热泵的吸收器中,利用LiBr水溶液为工质,对横纹管强化管外降膜吸收过程进行了研究。实验结果表明:影响横纹管传热强化的主要因素为LiBr水溶液喷淋密度、横纹管结构参数节距和槽深,各个因素对强化效果影响不同;与光管相比,横纹管的传热传质效果明显得到了增强,但是不同结构参数节距与槽深的横纹管,其强化传热传质的效果不同。在实验范围内,横纹管强化LiBr溶液吸收水蒸气的传热系数是光管的2.1—3.25倍,传质系数是光管的1.25—1.93倍。     

海水淡化用薄壁卷焊钛管传热及耐蚀性能

采用TIG自动卷焊工艺制备了?22mm×0.4mm规格的薄壁卷焊TA2传热管,借助低温多效蒸馏海水淡化中试平台开展了薄壁卷焊钛管在海水应用环境中的传热及耐蚀性能实验研究。采用失重法分析评价了其耐腐蚀性能,并与标准规格?22mm×0.5mm无缝钛管在耐腐蚀性能、投资经济性方面进行了对比。结果表明：在低温多效海水淡化实际应用条件下,薄壁卷焊钛管总传热系数可达3400W/(m²·K)以上;在降膜蒸发喷淋冲刷及浓海水高温高湿腐蚀环境中,薄壁卷焊钛管与无缝钛管具有同等优良的耐海水腐蚀性能,年平均腐蚀速率小于0.0003mm/a,焊缝处也未发现点蚀现象,能满足实际海水淡化工程对材料的应用要求。相比于传统无缝钛管,同等传热面积条件下,薄壁卷焊钛管能使海水淡化传热材料投资降低25%以上,在海水淡化、石油化工等领域应用前景广阔。     

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。     

降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热实验研究

为有效解决降膜蒸发器加热管中传热效率与结垢问题,提出了一种降膜蒸发管内插往复螺旋强化传热技术,强化管内插螺旋运动与管壁碰撞过程。实验研究内插螺旋的结构参数、螺旋往复行程,以及热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度等工艺参数对降膜蒸发过程传热性能影响。实验结果表明,此技术的除垢防垢性能及传热性能优于空管及单纯的内插螺旋性能,在螺旋外径d=30 mm、螺距f=45 mm、丝径e=1.8 mm、往复行程H=100 mm时,其传热系数分别是空管和单纯的内插螺旋的2.08和1.26倍。通过对管内蒸发侧传热系数进行分析,总结得到与热通量、蒸发压力以及溶液喷淋密度相关的降膜蒸发传热系数关联式。     

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。     

竖直多孔管降膜蒸发传热实验

研究了内表面烧结型多孔管对降膜蒸发换热效果的影响。采用单管降膜蒸发器,由壳程的蒸汽加热管程的水降膜传热。在热通量q=13~90 kW·m^-2,传热温差ΔT=2.87~9.5℃,液体Reynolds数Re_L=4500~15000 范围内,求不同工况下管内降膜传热系数,并将其与相对应的光管换热性能进行比较。比较数据可知:多孔管的管内降膜传热系数是光管的2.03 倍,总传热系数是光管的1.78 倍,多孔管强化传热效果明显。     

缩放管传热与污垢特性的实验研究

采用对比实验的方法,对两种缩放管及其对应光管的流动阻力、传热特性和污垢特性进行了研究。实验结果表明,缩放管的性能与其结构尺寸有关,两种缩放管的流动阻力系数明显高于光管。在加速结垢实验中,缩放管表现出良好的抗垢性能,具有结垢诱导期长、污垢热阻渐近值小的优点,而且缩放管平均传热系数都优于光管,在结垢前后都有良好的强化传热性能。     

横槽管内降膜蒸发传热特性的实验研究

为探究不同参数对横槽管内降膜蒸发传热特性的影响规律,搭建了竖管降膜蒸发实验平台,开展了降膜蒸发传热实验,对光滑管与横槽管进行对比研究.在单位周边流量Γ=0.15-0.75 kg/(m·s),传热温差AT=10-16 K,热流密度q=12-36 kW/m2,二次蒸汽雷诺数Rev=1.5×104-4.5×104的范围内,测...     

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。     

管形对水平管降膜圆周膜厚和Nusselt数的影响

针对海水淡化系统的水平管降膜蒸发,建立了二维数值模型,分析了光滑圆管和6种不同截面形状的蛋形管外降膜流动及传热特性。采用VOF方法考察了不同管型对管外液膜分布和传热特性的影响。数值结果表明:蛋形管外液体沿周向流动较圆管稍快,且可获得更均匀更薄的液膜;液膜厚度随半轴比ε增大而减小,随周向先逐渐减小后迅速增加,圆管和蛋形管的液膜最小值分别出现在周向相对坐标0.69和0.70~0.84附近。蛋形管的膜内量纲1温度较圆管的小,其热边界层厚度较薄,具有更好的传热性能。拟合数据得到,ε为2.4的蛋形管具有最好的传热性能,其Nusselt数可达0.32,较圆管的高出12.68%。最后,将数值模拟结果与文献中的数据进行了对比,验证了数值模型的可行性和合理性。     

Boiling of natural sea water in falling film evaporators

Under conditions normally encountered in falling film evaporators for sea water, the boiling mechanism is one of evaporation at the continuous liquid-vapor interface with little nucleation involved. In smooth tubes, the heat transfer coefficient for the inlet-section is considerably higher than for the rest of the tube, and thereby contributes significantly to the average overall heat transfer coefficient, especially in short tubes.In the case of natural sea water, evaporation at the liquid-vapor interface causes large interfacial instabilities. Inlet devices, such as vortex level control and flow distribution, induce instabilities at the inlet of the tubes, thereby causing increased waviness further down. Although these disturbances enhance heat transfer, they increase entrainment and the tendency for scale formation in fluted tubes.Spirally corrugated tubes have significantly better heat transfer characteristics than smooth tubes.Heat transfer improvement caused by surfactant addition in smooth tubes depends strongly on the temperature difference.     

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。     

伞板式降膜蒸发器传热性能研究

对伞板式降膜蒸发器进行了合理的结构设计,并对此蒸发器的传热性能进行了实验研究。结果表明,伞板式降膜蒸发器在低温差下仍能保持较高的传热系数,得出了伞板降膜蒸发侧无因次传热系数的实验关联式并与竖直光滑管的传热性能进行了比较。同时对伞板式蒸发器进行了液膜破裂的实验研究,得出了液膜破裂条件的实验关联式并与竖直管的破断条件进行了比较,从而得出了此蒸发器在小流量下,液膜分布均匀不易破裂等特性。     

固体颗粒对流化床多相蒸发海水淡化操作浓缩比及膜传热系数的影响

提高海水淡化操作浓缩比,不仅可以提高造水比,还可以有效降低淡化后浓海水再利用的后处理成本,故其是实现低成本零排放的关键之一。在一套循环流化床多相蒸发海水淡化实验装置上,分别采用汽-液两相及汽-液-固三相操作,考察固体颗粒对海水淡化操作浓缩比及膜传热系数的影响,并分析垢层的主要成分。实验表明：高温下CaSO4首先析出,是形成垢层的主要成分;采取汽-液两相操作,膜传热系数保持在1.75 kW·m-2·K-1左右,操作浓缩比可达到3.8左右;采取汽-液-固三相操作,固体颗粒强化传热和防除垢的作用显著,加入颗粒体积分数为4%时,在膜传热系数保持在2.3 kW·m-2·K-1左右不降低的情况下,海水淡化操作浓缩比达到5.8以上。     

螺旋槽管槽深对定子水冷器传热与阻力特性的影响

螺旋槽管与折流栅组合的高效水冷器的传热和阻力特性与其管、壳程的结构因素密切相关,本文就螺旋槽管槽深对水冷器管、壳程传热与阻力特性的影响进行了实验研究.结果表明：壳程流速变化对水冷器传热系数的影响更加明显,即壳侧热阻相对较大,强化传热应以强化壳侧换热为主要目标;螺旋槽管槽深对水冷器传热系数的影响很大,应在实际工程设计中确保实际槽深符合设计要求;槽深越深,管壳程阻力也相应增加,即传热的强化是以阻力增加为代价.根据实验结果还得到了不同结构水冷器的管、壳程换热与阻力计算关联式.