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刮板薄膜蒸发器结构对流体传热性能的影响

2年前 (2021-10-21)蒸发蒸馏622

刮板蒸发器的流体流动被视为刮板引起的切向流动和重力引起的轴向流动的合成,国内外对刮板蒸发器的传热系数和蒸发效率进行了大量的实验室研究,并从结构和操作工艺上进行了优化。
      1、液膜流态可分为3个区域:
      ①刮板前缘液体产生
      旋转作用形成的涡旋圈形波,此部分流体呈螺旋状向下流动。
      ②刮板后缘附近形成的紊流液膜。
      ③紊流液膜与下一个圈形波之间由于刮板作用的消失而形成的层流液膜。
      2、传热计算条件:
      ①圈形波和薄膜流体的入口给定初始轴向速度。
      ②固体壁面边界条件为无滑移固体壁面。
      ③自由表面处无剪切力。
      ④在固体表面处加以恒定的热流率。
      ⑤入口温度为定值。
      ⑥假设流体不可压缩。
      ⑦加热段内,假设液相流体的物理特性不变。
      3、影响蒸发效果的参数:
      (1)加热段内液膜传热系数将薄膜蒸发器筒体内壁视为足够薄,在无限薄的筒体内壁施加一个固定的热流,与蒸发器内料液进行对流传热。
      (2)有效蒸发面积及蒸发段长度在薄膜蒸发器内部,料液从进口到出口经历了加热至沸点和蒸发浓缩两个部分,有效蒸发面积即用于蒸发浓缩的蒸发面积,蒸发段长度即为料液进行相变蒸发的那一段筒体长度。在相同长径比的情况下,在保证料液浓度及产量条件下,蒸发段越长,则筒壁的有效蒸发面积越大,蒸发效率也相应地提高。在相同传热面积的条件下,有效蒸发面积和蒸发段长度也是判断蒸发效果的因素之一。
      随着料液在设备内的平均停留时间增加在一定程度上也会提高蒸发的强度,但在料液粘度高时,过多的刮板数会使刮板前的前锋波延伸到拖曳涡流,反而使传热系数有所下降。

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