【摘要】：淡水資源短缺已經(jīng)成為世界上的一個熱點問題,海水淡化技術(shù)通過向大海索取淡水成為解決這一問題的有效途徑。低溫多效蒸發(fā)技術(shù)憑借其能夠利用余熱、產(chǎn)水水質(zhì)好等優(yōu)點得到廣泛關(guān)注。但在蒸發(fā)器換熱管束液體分布結(jié)構(gòu)及其對換熱管表面結(jié)垢、裝置性能及換熱的影響等方面的研究不足,缺乏對實際裝置的設(shè)計及運行指導。本論文開展此方面的研究,對于低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計和裝置運行具有指導意義。論文首先研究了中空旋流液體噴頭的布液特性及均勻性特點,得到噴頭液體噴淋角度、液體粒徑隨液體流量的變化規(guī)律。開發(fā)了液體均勻分布安裝結(jié)構(gòu),對其液體分布狀況進行分析研究,采用新型結(jié)構(gòu)后,液體分布均勻程度得到明顯改善。搭建水平管降膜蒸發(fā)傳熱實驗平臺,研究了噴淋密度、蒸發(fā)溫度、傳熱溫差、加熱蒸汽溫度和不凝氣含量等因素對傳熱系數(shù)的影響。傳熱系數(shù)隨噴淋密度、蒸發(fā)溫度的增加而增大,隨傳熱溫差增大而減小,降低不凝氣體含量能提高總傳熱系數(shù)。建立水平管降膜蒸發(fā)傳熱數(shù)學模型,研究了傳熱系數(shù)、鹽度、蒸發(fā)速率等參數(shù)隨換熱管排數(shù)的變化規(guī)律,并分析了采用開發(fā)的液體均勻分布安裝結(jié)構(gòu)時水平換熱管束工作性能的變化。換熱管傳熱系數(shù)、鹽水蒸發(fā)速率隨換熱管排數(shù)的增加而減小,鹽水鹽度隨換熱管排數(shù)的增加而增大。換熱管的蒸發(fā)傳熱性能隨換熱管排數(shù)增加而降低。隨著換熱管排數(shù)增加,鹽水鹽度上升,結(jié)垢風險加大。開發(fā)的液體均勻分布安裝結(jié)構(gòu)能使換熱管表面鹽水分布更加均勻,增加鹽水蒸發(fā)速率,緩解局部鹽度過高帶來的結(jié)垢風險。本研究有助于低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計和操作。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P747
【圖文】：

原料水箱 2，離心泵 3，調(diào)節(jié)閥 4，壓力表 5，液體噴頭 6，集液量筒圖 2-2 噴頭噴淋特性實驗平臺Fig.2-2 Experimental platform for the spray characteristic of nozzle噴淋特性實驗平臺如圖 2-2 所示。實驗平臺主要包括原料水箱、離心泵、、壓力表、噴頭噴淋裝置、液滴粒徑測量裝置和液體收集裝置等。液體噴螺紋接口安裝在離心泵輸出管路上，由離心泵提供液體噴淋的動力。液體置由一排相同集液量筒組成，位于噴頭正下方。啟動系統(tǒng)，液體從噴頭噴，液滴粒徑測量裝置可用于測定液滴粒徑，由集液量筒收集噴淋的液體，筒示數(shù)反映噴頭噴淋的覆蓋范圍及噴淋的均勻性等信息。實驗過程中工質(zhì)來水。.3 噴淋實驗結(jié)果噴頭噴淋特性分析

（c）圖 2-6 水平換熱管排布結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-6 Layout diagram of the horizontal tubes 2-6 為水平換熱管束在豎直方向上的排布結(jié)構(gòu)示意圖。其中（a）熱管管束呈三角形排布，首排換熱管首先接觸到噴頭噴淋下的原收集到從首排換熱管列間間隙落下的全部或部分鹽水。依據(jù)相鄰兩間隙與換熱管直徑的大小關(guān)系，可以分為（a）,（b）兩種情況。（換熱管列間間隙大于換熱管直徑，這種情況下?lián)Q熱器內(nèi)部的空間利分鹽水從噴頭落下后未與換熱管接觸，直接通過換熱管列間間隙落，這種情況下相當于做了一定的無用功；（b），相鄰兩列換熱管間換熱管直徑，這種情況下水平換熱管分布較緊湊，水平管降膜蒸發(fā)用率較高，但與此同時，在換熱管管束上方噴頭噴淋均勻時，由于受液面積小于奇數(shù)排換熱管，導致偶數(shù)排換熱管上接觸到的鹽水少

圖 2-7 水平換熱管管束呈三角形分布時的液體分布結(jié)構(gòu)out of liquid distribution system for heat exchanger tubes with triangula 2-7，當水平換熱管束在豎直方向上呈三角形分布時，原弧形擋板（1）、液體再分布管（2）等。在常規(guī)的水平換排液體再分布管，在液體再分布管上方安裝一排弧形擋板度處安裝液體噴頭，實際安裝中液體再分布管的直徑小于相鄰兩列換熱管上方對應(yīng)著三根液體再分布管，兩側(cè)的兩與正下方的兩列換熱管中心線相對，中間的液體再分布管熱管正中位置對應(yīng)。采用了液體均勻分布結(jié)構(gòu)后，液體噴形擋板收集并平均分配，從相鄰弧形擋板間隙落下至液體布管落下至正下方的水平換熱管。這種液體均勻分布結(jié)構(gòu)兩列換熱管列間間隙尺寸大于換熱管管徑時，部分鹽水未而直接落下；另一方面使得奇數(shù)排換熱管和偶數(shù)排換熱管

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本文編號：2757604