本文關(guān)鍵詞：MVR降膜蒸發(fā)器的數(shù)值模擬及節(jié)能分析

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【摘要】：蒸發(fā)濃縮工藝在化工、冶金、醫(yī)藥、海水淡化、廢水處理、制藥、食品等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而蒸發(fā)濃縮過程能源消耗很大,隨著能源價(jià)格的上漲,蒸發(fā)濃縮過程的節(jié)能降耗工作就顯得非常重要。MVR技術(shù)節(jié)能潛力巨大,也將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多效蒸發(fā)技術(shù)、TVR蒸發(fā)技術(shù)。將成為蒸發(fā)濃縮技術(shù)發(fā)展的方向。本課題針對MVR降膜蒸發(fā)器的流動特性及傳熱特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬。研究工作利用傳熱學(xué)及流體力學(xué)基本理論,建立了適用于豎管內(nèi)降膜蒸發(fā)過程的兩種傳熱模型,兩種模型分別為液膜受單純重力作用的模型(模型Ⅰ)和液膜受重力與二次蒸汽剪切力共同作用的模型(模型Ⅱ)。在對計(jì)算模型進(jìn)行合理簡化的基礎(chǔ)上,通過對控制方程的離散化以及合理的數(shù)值求解方法,利用VB語言開發(fā)了用于計(jì)算蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)管流動狀態(tài)、傳熱特性的應(yīng)用軟件。并采用經(jīng)典案例的相關(guān)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了軟件輸出結(jié)果的合理性。利用所開發(fā)的軟件定量分析了液膜厚度、傳熱系數(shù)等參數(shù)沿蒸發(fā)管流動方向的變化規(guī)律,比較了兩種模型對計(jì)算結(jié)果的影響。結(jié)果表明,模型Ⅱ較模型Ⅰ的計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際。進(jìn)一步定量分析了降膜蒸發(fā)管的計(jì)算分段數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響。結(jié)果表明,計(jì)算分段數(shù)越多計(jì)算精度越高,但分段數(shù)大于5~6段時,計(jì)算結(jié)果已變化不大。將所開發(fā)的軟件在實(shí)際工程中進(jìn)行了應(yīng)用(以10 t/h稀堿液的降膜蒸發(fā)工程為例),表明軟件的開發(fā)是成功的。針對目前MVR系統(tǒng)的缺陷,提出了一種新型流程和工藝,并定性分析了新工藝的優(yōu)越性。最后,提出了所開發(fā)計(jì)算軟件中存在的不足及改進(jìn)建議。
【關(guān)鍵詞】：MVR技術(shù) 降膜蒸發(fā)器 數(shù)值模擬 液膜流動特性
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124;O35
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-24
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.1.1 課題背景9
• 1.1.2 課題研究意義9-10
• 1.2 蒸發(fā)濃縮技術(shù)10-14
• 1.2.1 工業(yè)上常用的的蒸發(fā)技術(shù)11-14
• 1.3 MVR降膜蒸發(fā)技術(shù)的原理及其優(yōu)勢14-17
• 1.3.1 MVR降膜蒸發(fā)技術(shù)的原理14-16
• 1.3.2 MVR蒸發(fā)技術(shù)的優(yōu)勢16-17
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-22
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀21-22
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 1.5.1 工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題22
• 1.5.2 論文的主要研究內(nèi)容22-23
• 1.5.3 論文的創(chuàng)新點(diǎn)23
• 1.6 本章小結(jié)23-24
• 第二章 MVR豎管內(nèi)降膜蒸發(fā)傳熱性能的數(shù)值模擬24-41
• 2.1 降膜蒸發(fā)器的原理24-25
• 2.2 影響降膜蒸發(fā)傳熱性能的因素25-27
• 2.2.1 進(jìn)料狀況的選擇26
• 2.2.2 物料最小成膜流量的選擇26-27
• 2.2.3 蒸發(fā)管長徑比的選擇27
• 2.3 物理模型的建立27-28
• 2.4 豎管內(nèi)降膜過程的平衡方程28-29
• 2.5 僅考慮重力作用的計(jì)算模型29-33
• 2.5.1 模型Ⅰ的控制方程及邊界條件29-30
• 2.5.2 液膜流速及厚度的求解30-32
• 2.5.3 綜合傳熱系數(shù)的求解32-33
• 2.6 重力與二次蒸汽剪切力共同作用的計(jì)算模型33-38
• 2.6.1 模型Ⅱ的控制方程及邊界條件33-34
• 2.6.2 液膜流速及厚度的求解34-35
• 2.6.3 液膜的傳熱特性分析35-37
• 2.6.4 控制方程離散化37-38
• 2.7 豎管內(nèi)降膜蒸發(fā)器模擬軟件的開發(fā)38-40
• 2.8 本章小結(jié)40-41
• 第三章 軟件的合理性驗(yàn)證及結(jié)果分析41-58
• 3.1 軟件的合理性驗(yàn)證41-44
• 3.1.1 實(shí)際工程案例的基本參數(shù)41-42
• 3.1.2 案例結(jié)果與軟件計(jì)算結(jié)果的對比分析42-44
• 3.3 軟件的使用方法及計(jì)算結(jié)果分析44-57
• 3.3.1 工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件44-45
• 3.3.2 系統(tǒng)計(jì)算模型及蒸發(fā)管計(jì)算分段數(shù)的確定45-49
• 3.3.3 系統(tǒng)循環(huán)程數(shù)的確定49-50
• 3.3.4 影響MVR降膜蒸發(fā)過程液膜厚度的因素50-53
• 3.3.5 影響MVR降膜蒸發(fā)過程傳熱系數(shù)的因素53-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第四章 軟件的工程應(yīng)用及MVR系統(tǒng)的改進(jìn)思路58-63
• 4.1 軟件的工程應(yīng)用58-60
• 4.1.1 設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)58-59
• 4.1.2 軟件輸出結(jié)果59-60
• 4.2 MVR系統(tǒng)的改進(jìn)思路60-62
• 4.2.1 MVR蒸發(fā)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上存在的缺點(diǎn)60
• 4.2.2 MVR系統(tǒng)的改進(jìn)思路60-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 致謝68-69
• 個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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2 郝立勇,朱曉慧,張恭孝,馬健;實(shí)驗(yàn)室一種改進(jìn)的蒸發(fā)濃縮裝置[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2004年05期

3 劉紹策;;新型抗結(jié)垢藥劑在管式降膜蒸發(fā)器上的應(yīng)用[J];中國科技信息;2010年12期

4 鄧超;包艷珍;張Z，

本文編號：949442