【摘要】：我國(guó)淡水資源嚴(yán)重緊缺,利用海水淡化技術(shù)得到可以飲用或是工業(yè)利用的淡水是解決這一問(wèn)題的有效方法。低溫多效蒸發(fā)技術(shù)因具有傳熱系數(shù)高、預(yù)處理簡(jiǎn)單、腐蝕和結(jié)垢可大幅避免、對(duì)材料要求不高等特性,是目前國(guó)內(nèi)廣泛使用和研究的海水淡化技術(shù)之一。水平管降膜蒸發(fā)器是低溫多效蒸發(fā)海水淡化技術(shù)的關(guān)鍵裝置,擁有傳熱系數(shù)高、布液效果更可靠、更易產(chǎn)生均勻液膜等優(yōu)點(diǎn)。研究水平管降膜蒸發(fā)液膜的流動(dòng)和傳熱特性規(guī)律,可以為水平管降膜蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。本文建立了水平圓形蒸發(fā)管外降膜流動(dòng)的CFD模型,計(jì)算了不同工況下管外液膜的形成過(guò)程。研究了降膜蒸發(fā)管液膜速度、厚度的分布特性,對(duì)噴淋密度、布液高度、換熱管管徑等影響因素進(jìn)行了討論。結(jié)果表明沿著換熱管環(huán)向角度,液膜速度先增大后減小在中間某一位置達(dá)到最大值,液膜的厚度則呈現(xiàn)出先變薄后變厚在中間某處達(dá)到最薄的變化規(guī)律。增加布液高度和圓管直徑均能減小換熱管外液膜厚度,而增加噴淋密度則會(huì)增加換熱管外液膜厚度。為研究水平降膜蒸發(fā)管的換熱特性以及強(qiáng)化傳熱的機(jī)理,本文建立了圓管、組合管、橢圓管的降膜蒸發(fā)換熱CFD模型,研究了管外液膜形成和蒸發(fā)的過(guò)程。對(duì)比分析了不同管型管外液膜厚度以及速度的變化,分析了不同管型液膜內(nèi)過(guò)余溫度、局部傳熱系數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,異型管管外液膜厚度以及速度的變化與圓管相似,即沿環(huán)向速度先增大后減小,液膜先變薄后變厚;沿著環(huán)向方向,三種管型液膜內(nèi)熱邊界均不斷變厚。同一位置下,異形管熱邊界層厚度小于圓管的,這是異型管具有較好傳熱效果的重要原因。而噴淋密度及布液高度的增加均能減小熱邊界層厚度。
【圖文】：

＂＂ｓ0邋Ｎ油系統(tǒng)逡逑圖１－３水平降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖［ｎｉ圖１－４堅(jiān)芄管降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖［｜１１逡逑相較于豎直管降膜蒸發(fā)器，水平降膜蒸發(fā)器有很多優(yōu)勢(shì)［｜２］：邋（１）水平管降膜逡逑蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可以達(dá)到豎直管降膜蒸發(fā)器的兩倍；（２）能夠高效利用傳熱溫逡逑差，使得設(shè)備布局更加緊湊；（３）介液效果更為可靠，噴嘴布液器使得布液更加逡逑均勻有效，不易出現(xiàn)堵塞情況；（４）液膜在水平管表面停留時(shí)Ｎ較短，因此不需逡逑耍過(guò)多關(guān)注管束介置的水平情況也可以產(chǎn)屯較為均勻的液膜；（５）水平管降膜蒸逡逑發(fā)器屮：次蒸汽流動(dòng)面積火，流動(dòng)速度較小，屮此可以減少液滴夾帶，汽液兩相逡逑分離效果更理想；（６）傳熱管表面結(jié)垢及腐蝕更易觀察。逡逑學(xué)名？們對(duì)水平管降膜蒸發(fā)液膜的流動(dòng)和傳熱特性開(kāi)展了大量的研究工作，下逡逑面從蒸發(fā)傳熱特性、流動(dòng)特性和強(qiáng)化傳熱個(gè)方面介紹研究進(jìn)展。逡逑１．３．１水平管降膜蒸發(fā)傳熱特性逡逑黃路遠(yuǎn)［｜３］等建立三維模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析不同進(jìn)料海水鹽度和噴淋密度逡逑卜水平管降膜蒸發(fā)的傳熱性質(zhì)。進(jìn)料海水故度上升時(shí)海水黏度上升，管外液膜厚逡逑度增加

＂＂ｓ0邋Ｎ油系統(tǒng)逡逑圖１－３水平降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖［ｎｉ圖１－４堅(jiān)芄管降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖［｜１１逡逑相較于豎直管降膜蒸發(fā)器，，水平降膜蒸發(fā)器有很多優(yōu)勢(shì)［｜２］：邋（１）水平管降膜逡逑蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)可以達(dá)到豎直管降膜蒸發(fā)器的兩倍；（２）能夠高效利用傳熱溫逡逑差，使得設(shè)備布局更加緊湊；（３）介液效果更為可靠，噴嘴布液器使得布液更加逡逑均勻有效，不易出現(xiàn)堵塞情況；（４）液膜在水平管表面停留時(shí)Ｎ較短，因此不需逡逑耍過(guò)多關(guān)注管束介置的水平情況也可以產(chǎn)屯較為均勻的液膜；（５）水平管降膜蒸逡逑發(fā)器屮：次蒸汽流動(dòng)面積火，流動(dòng)速度較小，屮此可以減少液滴夾帶，汽液兩相逡逑分離效果更理想；（６）傳熱管表面結(jié)垢及腐蝕更易觀察。逡逑學(xué)名？們對(duì)水平管降膜蒸發(fā)液膜的流動(dòng)和傳熱特性開(kāi)展了大量的研究工作，下逡逑面從蒸發(fā)傳熱特性、流動(dòng)特性和強(qiáng)化傳熱個(gè)方面介紹研究進(jìn)展。逡逑１．３．１水平管降膜蒸發(fā)傳熱特性逡逑黃路遠(yuǎn)［｜３］等建立三維模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析不同進(jìn)料海水鹽度和噴淋密度逡逑卜水平管降膜蒸發(fā)的傳熱性質(zhì)。進(jìn)料海水故度上升時(shí)海水黏度上升，管外液膜厚逡逑度增加
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TK124;P747

【參考文獻(xiàn)】

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2 張猛;周幗彥;朱冬生;;降膜蒸發(fā)器的研究進(jìn)展[J];流體機(jī)械;2012年06期

3 王浩;王建華;;中國(guó)水資源與可持續(xù)發(fā)展[J];中國(guó)科學(xué)院院刊;2012年03期

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本文編號(hào)：2687743