MHD低温蒸发系统内填料蒸发器蒸发过程的研究

MHD(Multistage humidification-dehumidification)低温蒸发技术,可以用太阳能、余热或废热为热源,低成本地处理高浓度污水,且蒸发温度低、节能效果显著。其中的填料蒸发器是一个重要部件,其特点是传热传质效率高、结构紧凑。本文基于非稳态三维气液流动,研究了填料蒸发器内的蒸发过程,包括液相颗粒质量变化、温度分布以及水蒸气浓度分布,揭示了填料蒸发器内废水原液蒸发及对干燥空气加湿的规律,为MHD低温蒸发系统填料蒸发器的结构性能优化以及蒸发系统整体性能计算提供了依据。     

HD低温蒸发系统中填料蒸发器传质传热的分析

通过研究系统中填料蒸发器的蒸发传质传热过程以及两相流动特性，采用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）中离散相与连续相耦合的方法来模拟规整填料内部通道的蒸发传质传热过程，实现了填料蒸发器中两相传质传热的过程以及液滴流动的可视化，为研究气液两相在规整填料内的流动提供了一种模拟方法。通过与实验结果的比较，最终选用RNG k-ε湍流模型来分析规整填料内部气液两相传质传热以及流动情况。数值模拟研究了规整填料板间距对填料内部气液两相传质传热以及液滴运动影响，发现随着板间距的增大，填料内部压力降逐渐降低，出口空气中水蒸气的含量不断减小，液滴蒸发速率降低，液滴进出口质量差减小，气相出口温度逐渐降低，蒸发传质传热效率降低。随着气速的增大，出口空气中水蒸气的含量不断减小，液滴蒸发速率增加，气相出口温度降低，气液两相传质传热效率降低。