增湿塔内雾化水滴蒸发的分析与计算

本文应用连续介质力学理论分析了增湿塔内水滴的蒸发过程。得出了考虑stefen流及水滴与高温气流之间有相对运动过程的水滴蒸发速率与时间的计算公式。并同时给出了努谢尔特数不为常数时的蒸发时间的数值解。计算结果表明,当水滴与气流之间有相对运动时,水滴的蒸发时间不象以往认识的那样与粒径的平方成正比,它们之间的关系比较复杂。     

蒸发式过冷水制冰中单个水滴的蒸发过冷特性

为分析蒸发式过冷水制冰中单个水滴在此低温低湿空气环境中的蒸发特性,建立了水滴蒸发过冷过程的数理模型。通过悬挂水滴实验与模拟结果的对比,验证了模型的有效性。因此利用该数学模型预测微小直径水滴的蒸发特性是可行的。通过模拟计算获得了水滴初始直径、初始水温、空气温度、空气含湿量和空气流速对水滴蒸发过冷过程的影响。结果表明,水滴初始直径越小、温度越低或空气流速越大,水滴的冷却速率就越大,达到稳态时的过冷时间就越短。另外,通过降低空气温度或含湿量不仅提高了水滴的冷却速率,而且增加了水滴达到稳态时的过冷度。通过水滴蒸发过冷特性的分析,可为制冰系统的优化设计及提高系统制冰效率提供理论参考。     

单液滴蒸发影响因素实验研究

设计了液滴蒸发实验装置,利用高速摄像系统记录高温气流中液滴蒸发过程,并根据实验的数据总结出液滴蒸发规律。在蒸发过程中,液滴蒸发首先经历一个非稳态初始加热阶段,然后液滴蒸发进入一个相对稳定的蒸发阶段,其直径变化基本遵循D2定律。气流温度越高,气流速度越大,液滴蒸发时间越短,液滴蒸发速度越快,但是气流速度对蒸发影响很小。随着液滴初始直径的增大,内部环流加强,液滴后部的尾涡加大,传质阻力减小,液滴的蒸发常数变大。     

气溶胶微滴的蒸发及界面现象

用电动平衡仪和光散射技术研究气溶胶微滴蒸发及其伴随的界面现象.研究的系统有缓慢蒸发的有机物微滴、快速蒸发的水滴和含表面活性剂的水滴.实验结果表明:蒸发速率影响着微滴的温度;表面活性剂显著地降低了水滴的蒸发速率;表面电荷密度的增加会导致微滴的分裂.这些研究结论对控制工业装置中液滴的蒸发和燃烧过程有着重要意义.     

尿素水溶液液滴的蒸发特性

在石英管式炉上通过挂滴法来观察单个尿素水溶液（urea-aqueous-solution,UAS）液滴的具体蒸发过程,比较了不同环境温度以及不同初始直径大小下液滴的蒸发特性。结果表明,尿素溶液液滴在100～1300 ℃的温度范围内呈现出了不同的蒸发行为。在较高的温度下,液滴的蒸发行为较为复杂,如气泡的产生、液滴的变形以及发生微爆的现象;但是,随着环境温度的降低,这些现象就变得非常微弱甚至消失。同时,还定量分析了稳态蒸发常数与温度、液滴初始直径之间的变化关系,发现在初始直径为2.5 mm、温度在100～600 ℃之间变化的情况下,稳态蒸发常数从0.02075 mm2/s增加到了0.23953 mm2/s,增大了10倍左右。此外,还对气流流速为0.25～1.25 m/s范围内的液滴蒸发特性作了实验研究。当液滴周围有强迫气流存在时,液滴与气体间的换热方式由导热转变为对流换热,从而增强了液滴表面的传热传质能力,促进了液滴的蒸发。     

天然碱生产无水亚硫酸钠的蒸发控制与产品质量

本文介绍了以天然碱为原料生产无水亚硫酸纳过程中，蒸发深度、蒸发温度、蒸发时间等与产品质量的关系，从而为亚硫酸纳的生产提供控制条件，确保产品质量。     

盐水液滴降压蒸发析盐过程传热传质特性

针对单个盐水(NaCl溶液)液滴在降压环境下蒸发析盐的传热传质过程建立了数学模型。模型考虑了多孔盐壳在液滴表面的形成过程,降压过程引起的气流运动,液核通过多孔介质的传质扩散,以及液滴表面的蒸发换热和对流换热。将实验数据与计算结果对比,验证了模型的有效性。通过模型计算获得了液滴表面温度及液滴质量随时间的变化。结果表明盐水液滴在降压环境下蒸发析盐过程的温度变化分为4个阶段:温度骤降阶段、温度回升阶段、平衡温度阶段和温度上升阶段。平衡温度阶段,盐壳界面运动较慢,随蒸发进行,液核尺寸逐渐减小,盐壳界面运动速度加快。理论分析了环境压力对盐水液滴蒸发析盐过程的影响,环境压力越低,平衡温度越低,盐分完全析出时间越短。     

多效蒸发过程优化设计初探

本文在分析了多效蒸发过程工艺参数之间相互关系的基础上,给出用经济分析法求最佳蒸发效数和各效最佳工艺设计参数的数学模型。该模型对工程设计人员分析、计算与设计合理的多效蒸发过程有一定的指导意义。     

湿度差驱动下溶液蒸发冷冻过程中冰体的发展规律

针对湿度(绝对湿度)差驱动下溶液的蒸发冷冻过程进行了分析研究,在热质平衡理论的基础上,考虑溶液表面冰体的形面变化特征,建立了蒸发冷冻过程中溶液表面冰体生长的热力学非稳态模型,分析了不同蒸发冷冻时刻,气-液界面间湿度(绝对湿度)差、气流速度以及气-液界面间质扩散对溶液表面冰体发展分布的影响,研究表明湿度(绝对湿度)差、气流速度和质扩散系数对溶液的蒸发冷冻作用明显。该理论模型及研究结果为强化湿度差驱动下溶液的蒸发冷冻及工程应用提供了理论指导和依据。     

高温辐射环境中液滴的沸腾效应

建立了液滴在高温对流和辐射环境中的受热和蒸发模型,结合液滴均质沸腾模型,编制了计算程序。以正十二烷液滴为例,考虑液滴的膨胀效应以及液滴与周围气流的热物性变化,数值模拟了高温辐射与对流加热下的液滴升温和蒸发过程。分析了不同对流和高温辐射条件下,液滴内部是否能够发生沸腾。研究表明,液滴在高温辐射和对流加热下,蒸发伴随热膨胀;高温热辐射加热可导致液滴内部温度高于表面温度,升温到一定程度后可达到液滴内部沸腾状态;影响液滴沸腾的因素有液滴半径、辐射温度、环境气流温度等;同时,随着液滴蒸发,高温环境中液滴的沸腾过热度逐渐增大。     

强制气流作用下溶液蒸发过程的传质规律

针对强制气流作用下溶液的蒸发过程,在分析气液相间力学特性的基础上,根据Levich涡流衰减理论和边界层理论,将气流流动状态与相间传质结合,研究了湍流气流横掠液面过程中气液相间的传质变化规律,分析了雷诺数、气流流道结构及普朗特混合长度对传质的影响,得到了气液相间的湍流质扩散系数的变化规律,湍流气流横掠液面条件下的对流传质准则数Sh=0.221Sc1/3Rex1/2. 结果表明,湍流扩散系数、传质系数与气流的流动状态密切相关,气流流道结构对气液相间的传质有重要影响.     

碳酸钾溶液的蒸发工艺与设备选型

论述了离子交换法生产碳酸钾时采用的蒸发工艺，对三效顺流蒸发工艺与三效逆流蒸发工艺进行了比较。建议采用三效顺流流程。对蒸发器型式的选择进行了论述，建议在三效顺流蒸发器中采用“Ｌ”型蒸发器和降膜蒸发器。     

热烟气环境下脱硫废水液滴蒸发特性研究进展

利用热烟气作为热源喷雾蒸发脱硫废水具有工艺简单、处理效率高等优点,但脱硫废水液滴蒸发机制不清是各种热烟气蒸发工艺存在的共性问题。本文综述了脱硫废水热烟气蒸发工艺中液滴（群）蒸发特性研究,首先介绍了脱硫废水液滴在高温烟气中的蒸发过程,指出其蒸发过程与纯水滴存在明显差异,原因在于盐溶液蒸汽压降效应及析盐成壳。进而分析了脱硫废水烟道蒸发工艺中液滴群蒸发实验研究现状,总结过程参数如烟温、烟速及废水水质对蒸发的影响。接着介绍了相关数值模拟研究及干燥动力学模型,用于获取工艺参数和不同水质脱硫废水蒸发特性的内在关联。同时为获得干燥动力学模型所需脱硫废水蒸发信息,简述了单液滴蒸发测试技术及其在含固含盐液滴蒸发中的相关研究。最后提出可将反应工程法模型耦合CFD精确描述脱硫废水液滴蒸发进程,将宏观尺度下液滴群蒸发信息和单液滴蒸发特性结合,揭示脱硫废水液滴蒸发的内在机制。     

低温液体容器静态蒸发率与闭口憋压时间的关系

由于低温液体吸热，低温液体容器在开口状态下贮液必然发生蒸发损失，在闭口状态下无损贮液则其内压必然逐渐升高。本文探讨开口贮液时的蒸发率与闭口贮液憋压时间的关系。     

高湿气溶胶颗粒浓度在线检测操作条件

采用光散射法测量湿法除尘系统的气相颗粒浓度与粒度分布时,测量结果易受颗粒吸湿、凝雾以及雾沫夹带等影响。为准确测量气溶胶浓度,需对采样气流进行稀释以降低相对湿度,促使液滴蒸发。基于液滴蒸发动力学方程,研究了液滴蒸发时间与液滴粒径、混合气温度、相对湿度和液滴浓度的关系。结果表明,在液滴温度20℃、气相温度20~40℃及液滴浓度不大于2×10~4 P×cm~(-3)时,出口气相相对湿度不高于15.7%时,粒径0.2~5μm的水滴均可在稀释器内完全蒸发。研究得到了不同气相温、湿度及液滴浓度下的临界蒸发操作条件。以5μm液滴为例,气相温度为20℃,气相相对湿度为18%时,临界蒸发液滴数浓度为104 P×cm~(-3)。实验表明加载稀释器时在临界蒸发操作条件下测得的颗粒物粒径分布与真实粒径分布吻合良好。     

脱硫废水烟道蒸发技术的工艺设计

脱硫废水的水质特殊且水体污染性强,脱硫废水烟道蒸发技术对脱硫废水的处理具有工程实用价值。针对脱硫废水烟道蒸发技术在工程的实际应用,建立废水雾化液滴在尾部烟道内传热传质模型,采用数值模拟的方法计算在某300 MW锅炉尾部烟道内脱硫废水的蒸发特性。首先模拟计算不同喷嘴流量时喷嘴与烟道壁面的最小安全距离,确定喷嘴在烟道截面的布置区域;结合脱硫废水总量,确定喷嘴的布置数量和位置,分析烟气温度、速度和液滴粒径对液滴蒸发时间和距离的影响。结果表明,喷嘴与壁面之间的安全距离随喷射流量的增加、烟气温度的减少、烟气流速的降低和液滴粒径的增加而增加,使安全区域面积逐渐减小,且在重力作用下,喷嘴与下壁面的安全距离最大;脱硫废水总量一定时,随喷嘴数量增加,单个喷嘴喷射流量降低,雾化液滴的蒸发时间和距离缩短,使在一定距离内可处理的废水量增加;总脱硫废水量增加时,喷嘴数量越多,单个喷嘴流量的增加值较小,蒸发距离增幅较小,最大处理能力较强;相同喷嘴数量时,烟气温度升高、烟气速度增加、液滴粒径减小均会降低蒸发时间,从而缩短蒸发距离。实际应用中应结合机组的实际情况,选择合适的喷嘴布置形式,合理设计废水烟道蒸发系统。     

隔膜电解烧碱液多效逆流蒸发过程的计算机模拟与分析

建立了多效逆液蒸发过程的计算机模拟模型，计算程序具有通用性，适合工程应用，并以隔膜电解烧碱液三效逆液蒸发为全铎多效逆流蒸发过程进行了模拟分析。     

双流体管道喷雾系统的计算和评述

分析了新型干法预分解窑广泛采用的增湿塔雾化系统所存在的水压大、喷嘴磨损大、水滴蒸发时间长等缺陷;介绍了双流体管道喷雾系统具有结构简单、水滴直径小,需蒸发时间短,占地空间小等优势;并进行了双流体管道喷雾系统的管道直径和水滴蒸发时间的设计计算;最后列举了双管道喷雾系统用于窑头烟气降温调质处理的实际应用效果。     

横管降膜蒸发闭循环式太阳能海水淡化装置的研制及性能测试

设计制造了一台能利用太阳能或其它余热驱动的横管降膜蒸发闭循环式海水淡化装置，并分别用稳态热源和实际太阳光对该装置进行了实验测试。实验结果表明，由于装置充分并反复利用了水蒸汽的凝结潜热，因而有较高的产水率。同时，由于在气流的闭式循环过程中，蒸发室内处于负压状态，冷凝室内处于正压状态，进一步强化了系统的产水性能。介绍了系统的工作原理、运行特性及在实际天气条件下的运行结果。     

高温烟气蒸发垃圾渗滤液膜浓缩液的挥发性有机物

通过对比和分析不同温度、不同时间下垃圾填埋场中膜浓缩液蒸发的挥发特性和挥发性有机物的种类，研究了在其蒸发过程中的有机物挥发情况，并基于此设计了直接利用高温烟气先间壁换热再直接换热的一体化蒸发装置，通过对高温烟气温度、浸没深度、蒸发时间的优化，最终实现了烟气热能的高效利用和常压下的减压蒸发效果。结果表明：随着温度的升高，尾气中高沸点、长碳链的挥发性有机物的种类和挥发量增多。挥发性有机物主要为烷烃类，100℃以后，苯系物和醇酯类物质增加明显；温度为80℃，蒸发0.5h和1h，低分子量有机物大量释放，高沸点物质挥发较少；400℃、450℃、500℃、550℃温度下高温烟气蒸发时，液相蒸发温度在85℃左右，与尾气温差保持在5～6℃，传热传质快，且挥发性有机物的种类与直接蒸发结论基本一致，提高了在较低温蒸发状态下热能的高效利用。同时，该尾气经活性炭吸附处理后，剩余挥发性有机物少，效果明显。