水平管外海水降膜流动与蒸发传热过程研究

发布时间：2023-06-03 11:33

　　水平管降膜蒸发技术历经多年发展,被广泛应用于低温制冷、食品工程、石油化工和制药工业等领域。近几十年来,水平管降膜蒸发技术在海水淡化领域中也获得了广阔的应用前景。采用水平管降膜蒸发技术的低温多效蒸发海水淡化方法由于其传热效率高、成品水质好、热源品质要求低、抗结垢抗腐蚀性能好以及装置运行性能稳定等诸多优点,使其成为热法海水淡化中的热门技术之一。水平管降膜蒸发技术在海水淡化中的应用因其流体物性、运行参数和设计结构等方面的不同而具有其特殊性,因此对其有针对性的过程机理探索也有待深入。所以,开展对海水淡化中水平管降膜蒸发相关过程机理和技术的研究,对于换热设备理论的完善与技术发展具有重要学术意义和工程价值。本文通过对水平管外降膜流动与蒸发传热过程的研究,将流动与传热进行有机地结合,深入探讨其流动特性与传热变化规律,以及两者的相互影响,旨在发展与完善水平管降膜流动与蒸发传热领域的基础理论和研究技术,并为海水淡化蒸发器以及其他水平管降膜设备的设计提供依据和支持。本文通过对水平管外纯水与海水的管间流动形态的观测,研究归纳了各种管间流动形态的特点,以及各相邻流动形态的转变临界雷诺数,讨论了管间距与管径对水...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 海水淡化的研究背景及课题意义
    1.2 水平管低温多效蒸发海水淡化技术
    1.3 水平管外流动与蒸发传热的研究进展
        1.3.1 水平管外流动研究进展
        1.3.2 水平管降膜蒸发传热研究进展
    1.4 本论文的研究工作
2 水平管外流动特性研究
    2.1 水平管间流动形态实验
        2.1.1 实验说明
        2.1.2 实验数据处理与误差分析
    2.2 管间流动形态实验结果分析
        2.2.1 管间流动形态的术语、分类与辨识
        2.2.2 喷淋密度对管间流动形态的影响
        2.2.3 管间距对管间流动形态的影响
        2.2.4 管径对管间流动形态的影响
    2.3 水平管降膜厚度分布实验
        2.3.1 实验说明
        2.3.2 实验数据处理与误差分析
    2.4 液膜厚度测量实验结果分析
        2.4.1 喷淋密度的影响
        2.4.2 轴向长度上的分布
        2.4.3 周向角度上的分布
        2.4.4 管径的影响
        2.4.5 管间距的影响
        2.4.6 海水与纯水的比较
    2.5 水平管外流动模拟研究
        2.5.1 模型与方法
        2.5.2 液膜的铺展形态
        2.5.3 液膜的厚度分布
        2.5.4 液膜的速度分布
    2.6 本章小结
3 水平管降膜蒸发传热特性研究
    3.1 水平管降膜蒸发传热实验
        3.1.1 实验说明
        3.1.2 实验数据的处理与误差分析
    3.2 平均传热系数实验结果分析
        3.2.1 热流密度对平均传热系数的影响
        3.2.2 喷淋密度对平均传热系数的影响
        3.2.3 蒸发温度对平均传热系数的影响
        3.2.4 盐度对平均传热系数的影响
        3.2.5 管间距对平均传热系数的影响
        3.2.6 管径对平均传热系数的影响
        3.2.7 消泡剂对平均传热系数的影响
    3.3 局部传热系数实验结果分析
        3.3.1 喷淋密度对局部传热系数的影响
        3.3.2 蒸发温度对局部传热系数的影响
        3.3.3 管间距对局部传热系数的影响
        3.3.4 盐度对局部传热系数的影响
    3.4 本章小结
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 创新点
    4.3 展望
参考文献
附录A 水平管间流动形态图集
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3829256