降膜蒸发器中热传递的影响因素

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降膜式蒸发器生产能力降低的几种主要因素

降膜式蒸发器生产能力降低的几种主要因素

发酵科技通讯第40卷降膜式蒸发器具有蒸发速率快,加热温度低,物料在设备中停留时间短,且在真空减压下蒸发,一般最高加热温度多在85℃~87℃之间,有的加热温度更低,属于低温蒸发,它最大限度的保持了物料中有用元素不被破坏。

因此,更适合热敏性物料的蒸发浓缩。

随着降膜式蒸发器应用领域的不断扩大,在实际应用过程中也出现了诸如生产能力降低的问题。

导致降膜式蒸发器生产能力降低的主要因素是:蒸发器泄漏严重,壳程存水;液体分布器发生错位或变形;蒸发器壳程结垢严重;冷凝器进水温度升高。

仅以RNJM03-8000型三效降膜式蒸发器在麦芽糖生产中的应用为例进行阐述。

1蒸发器泄漏严重、壳程存水1.1主要技术参数及结构特点1.1.1物料介质:麦芽糖1.1.2生产能力:8000kg/h1.1.3进料质量分数:25%1.1.4出料质量分数:75%1.1.5进料温度:40℃1.1.6pH值:5结构特点:采用并流加料法,末效出料;采用热压缩技术即热泵抽吸一效二次蒸汽提高其温压作为一效一部分加热热源;采用间壁列管式冷凝器与水环真空泵合用冷凝抽真空保持蒸发系统的真空度。

效体、预热器、分离器等全部进行保温绝热处理。

蒸发器在生产过程中生产能力降低,系统真空度衰减,蒸发温度升高之一就是系统出现泄漏,壳程中出现存水。

出现泄漏的主要部位是:分离器方接口与下器体的联接、二次蒸汽管道两端与分离器、效体的联接,或与预热器、冷凝器的联接;各效体与下器体的联接等,过去均采用法兰联接,长时间使用由于胶垫老化,各处漏气现象比较严重,蒸发器一经出现泄漏系统真空度会降低,蒸发器壳程存水,分离器料位上涨,蒸发温度升高,蒸发量随之会降低。

效体与下器体联接处如果出现泄漏,料液向下流动就会受阻,导致降膜管下端或管板上结垢或结焦严重,且检查漏气点费时比较困难,这样的现象在实际中是发生过的。

其次是蒸发器壳程存水,蒸发器壳程存水除了管道口径小外就是壳程或管道联接处泄漏引起的,改上述法兰联接为焊接结构蒸发系统真空度稳定真空度不衰减,蒸发量稳定。

水平管外降膜蒸发传热实验研究

水平管外降膜蒸发传热实验研究

第36卷第8期2015年8月太阳能学报ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICAVol.36,No.8Aug.,2015收稿日期:2013-06-23基金项目:国家自然科学基金重点项目(51336001)通信作者:沈胜强(1961—),男,博士、教授,主要从事海水淡化、传热传质、节能与新能源等方面的研究。

zzbshen@.文章编号:0254-0096(2015)08-1996-06水平管外降膜蒸发传热实验研究陈学,刘晓华,沈胜强,牟兴森(大连理工大学,辽宁省海水淡化重点实验室,大连116024)摘要:以水为工质,对直径为19mm 的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。

实验通过测量管表面和饱和蒸气温度,计算得到平均和局部传热系数。

由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响,并与直径25.4mm 铝黄铜管降膜蒸发传热系数进行比较,讨论局部传热系数随周向角度的变化。

结果表明,在实验范围内,管外平均传热系数随温度的升高而增大,随喷淋密度的增大先增大,后略微下降。

小管径管的降膜蒸发传热系数大于大管径管的传热系数。

关键词:海水淡化;水平管;多效蒸发;降膜蒸发;传热系数中图分类号:TK124文献标识码:A0引言水平管降膜蒸发技术作为一种高效的传热手段被广泛应用于海水淡化、化学工程、石油工业、制冷工业、食品加工等方面。

在水平管降膜蒸发中,气液容易迅速分离,传热温差小,因而比竖管降膜与浸没管蒸发具有更好的传热效果。

而且在作为热法海水淡化主要技术的多效蒸发(multi -effect distillation ,MED )设备中,操作温度一般低于70℃,水平管降膜蒸发展现出良好的综合特性[1]。

在水平管降膜蒸发传热领域,针对不同的设备和工质,国内外学者做了很多研究工作,但结论不尽相同。

G.Ribatski 等[2]对2004年前的水平管降膜蒸发研究做了系统总结。

关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究

关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究

48化工设计2023,33(2)CHEMICAL ENGINEERING DESIGN关于降膜蒸发器的布膜器的设计研究亓建伟* 刘群世 秦 静 叶 亮 李碧仙 王 莉 中国成达工程有限公司 成都 610041摘要 降膜蒸发器的大型化和应用日益广泛,本文对其关键部件-布膜器进行深入研究,通过对布膜器的结构参数和工艺参数的分析,使降膜蒸发器更好地服务于用户。

关键词 降膜蒸发器 布膜器 蒸发在石油化工装置中,为了提高传热效率,采用降膜蒸发器是一个解决办法。

降膜蒸发器具有物料停留时间短、阻力降低、传热效率高、蒸汽利用率高、结垢少等优点,广泛用于化工、轻工、食品、制药等行业中。

1 降膜流动及降膜蒸发的原理1.1 降膜流动原理降膜流动是一种两相流。

管内液体在重力、离心力及剪切力的作用下,沿着管内壁下滑。

液体薄膜沿着某种形式的固体壁面流动,同时液体薄膜由于受热蒸发变成蒸汽,此蒸汽即为二次蒸汽,在加热管内形成气液两相流动。

薄层流体在重力作用下沿倾斜或垂直壁面运动,在开始的一段距离内,运动是加速的,速度分布沿流动方向发展,和管流时一样,也可称这一段为进口段。

经历这一段后,速度分布恒定,沿流动方向的流动特性不再变化。

降膜流动是有自由面的运动,了解这种流体运动的主要困难在于,膜流动的许多特性又都和自由面有关,不能预先准确地确定自由面的位置,而由于自由面的存在,液膜内流动状态的基本类型可以概括为层流、波动层流、湍流及波动湍流等。

1.2 降膜蒸发原理降膜蒸发器内的热传递过程可以简化为如图1的一个局部模型,图中阴影区域为降膜蒸发器内换热管壁的剖面示意图。

热流体和冷流体分别流经换热管内外两侧壁面,并通过换热管壁实现热量的传递。

图1 换热管局部传热过程示意图在换热管的外壁表面通蒸汽,而在换热管的内壁表面,进入降膜蒸发器的液体经过液体分布器的均匀分布,以厚度均匀的膜状形式沿着内壁表面流下。

蒸汽与温度相对较低的换热管外壁在其界面处发生热传递,部分热量从热的蒸汽传递给壁面。

横管降膜蒸发传热传质研究

横管降膜蒸发传热传质研究

横管降膜蒸发传热传质研究简介横管降膜蒸发是一种重要的传热传质过程,在化工、材料科学和能源领域具有广泛应用。

通过横管降膜蒸发,可以实现液体的蒸发、纯化和浓缩等目的。

本文将对横管降膜蒸发过程中的传热传质特性进行全面、详细、完整和深入地探讨。

横管降膜蒸发原理横管降膜蒸发是指在管壁上形成薄膜,将液体加热至沸腾温度,使其蒸发并凝结于管壁的过程。

在横管降膜蒸发中,传热传质主要发生在液体薄膜和管壁之间。

液体薄膜的形成液体薄膜的形成是横管降膜蒸发的关键步骤。

在传热过程中,液体在管壁上形成一层薄而均匀的液膜,起到传热传质的作用。

液体薄膜的形成主要受到液体性质、管壁表面特性和流动条件的影响。

传热传质机制在横管降膜蒸发过程中,传热传质机制主要包括对流传热、气体膨胀传热和传质扩散。

对流传热是指由于液体薄膜的流动而导致的热量传递。

气体膨胀传热是指气体在蒸发过程中膨胀释放的潜热传递给液体。

传质扩散是指液体蒸发过程中溶质的传递。

实验方法为了研究横管降膜蒸发的传热传质特性,可以采用以下实验方法:实验装置搭建横管降膜蒸发实验装置包括加热器、冷凝器、横管和液体供给系统。

将液体通过横管,加热液体使其沸腾,并将蒸汽经冷凝器冷凝回液体,循环实现横管降膜蒸发。

实验参数调节在实验过程中,可以调节实验参数来研究其对传热传质特性的影响。

例如,可以调节液体流速、加热器温度和冷凝器温度等参数。

实验数据采集在实验过程中,需要采集各种参数的数据,例如液体温度、蒸汽温度、压力和流速等。

通过对这些数据的分析,可以得到横管降膜蒸发的传热传质性能。

结果和讨论通过实验和数据分析,可以得到横管降膜蒸发过程中的传热传质特性。

根据实验结果,可以得出以下结论和讨论:传热传质效果分析根据实验数据,可以分析不同条件下的传热传质效果,并比较它们之间的差异。

例如,可以比较不同液体流速下的传热传质效果。

影响因素研究通过实验数据的分析,可以研究不同因素对横管降膜蒸发的影响。

例如,可以研究液体性质、管壁表面特性和流动条件等因素对传热传质的影响。

降膜式蒸发结晶器

降膜式蒸发结晶器

降膜式蒸发结晶器
降膜式蒸发结晶器是一种新型的结晶技术,近年来得到越来越多的应用。

它的原理是将溶液在容器中加热,使溶液的温度升高,使溶液中的溶剂以气体形式蒸发出来,同时将溶质以固态的形式结晶出来,实现了溶剂与溶质的分离。

降膜式蒸发结晶器由上、下两个容器组成,容器以及连接它们的管道都被覆盖着一层膜,上部容器内装有溶液,下部容器内装有结晶物,中间使用蒸发管将上、下两容器连接起来。

在上部容器内加热,使溶液的温度升高,使溶液中的溶剂以气体形式通过蒸发管释放出来,而溶质以固态的形式结晶于下部容器内,实现溶剂与溶质的分离。

降膜式蒸发结晶器具有操作方便、易清洗等优点,可以在大规模生产中实现结晶,属于一种优良的结晶技术,能够有效提高结晶速度,缩短结晶时间,也可以有效控制结晶质量。

降膜式蒸发结晶器的结晶效果取决于上部容器内溶液的温度,温度过高时,会导致结晶过快,影响结晶产品的质量;温度过低时,会导致结晶过慢,影响结晶速度,因
此,降膜式蒸发结晶器的操作者必须控制好溶液的温度,以保证结晶质量。

此外,降膜式蒸发结晶器的工作效率受到溶液浓度的影响,如果溶液浓度过高,会导致溶液中的溶质结晶过多,影响结晶的质量;如果溶液浓度过低,会导致溶液中的溶质结晶过少,影响结晶的时间,因此,操作者需要根据不同的溶液浓度,控制溶液的加热温度,以保证结晶的质量和效率。

降膜式蒸发结晶器是一种新型的结晶技术,具有操作简单方便、易清洗、易操作等特点,可以在大规模生产中实现结晶,属于一种优良的结晶技术,能够有效提高结晶速度,缩短结晶时间,也可以有效控制结晶质量。

但是,降膜式蒸发结晶器的操作者在运行过程中,还需要根据溶液的浓度控制温度,以保证结晶质量和效率。

浅析制冷设备热交换器的传热及其影响

浅析制冷设备热交换器的传热及其影响

浅析制冷设备热交换器的传热及其影响本文对冷凝器、蒸发器的传热及对其影响的主要因素进行探析。

标签:制冷设备;热交换器;传热;影响制冷设备的换热器包括冷凝器、蒸发器,它们在制冷设备中主要起着热交换的作用,其性能的好坏对制冷设备的制冷效果有较大的影响。

一、冷凝器的传热及影响因素(一)冷凝器的传热冷凝器是用于制冷剂与热源间换热的主要热交换设备。

通过冷凝器向冷却介质(水或空气)放出的热量称为冷凝器负荷,即制冷系统中的有效制冷量、无效制冷量以及外界耗能所转换热量之和。

在冷凝器的传热中,由于压缩后的制冷剂过热蒸气向冷凝器传热壁面放出热量后被冷却、冷凝成液体,所以其放热量包括冷却显热与凝结潜热,其中凝结潜热占制冷剂放热量的80%以上。

冷却介质作为冷凝器中的吸热流体,并起到向环境散热的作用,冷却介质主要靠显热传热。

(二)影响冷凝器传热的因素一是制冷剂及流动、传热特性对冷凝器传热的影响。

不同的制冷剂表现出各自的特性,影响传热的物性主要是制冷剂的比热容、导热系数、密度、黏度等。

制冷剂的导热系数大时,导热热阻降低,传热系数增大;比热容和密度大时,传热能力增加,传热系数增大;黏度大时,流动阻力增大,传热性能降低。

二是冷却介质及流动特性对冷凝器传热的影响。

冷却水或冷却空气的流速对冷却介质侧的传热系数有很大的影响。

随着冷却介质流速的增加,其传热系数也增大。

但是流速太大,会使设备中的流动阻力损失增加,使泵或风机的耗功增大。

一般冷凝器的适宜水流速度为0.8~1.5m/s,空气流速为2~4m/s。

另外,冷却介质的流动途经(如管内、管外、自由空间流动等)、流动方式(如自然对流、强迫流动等)的不同也影响冷凝器的传热性能。

三是不凝性气体对冷凝器传热的影响。

由于种种原因,冷凝器中会存在一些空气或制冷剂与润滑油在高温下分解出来的不凝性气体。

制冷剂蒸气会在冷却壁面放热凝结成液体,而不凝性气体只是被单纯冷却而积聚在制冷剂液膜层附近形成气体层,构成气体热阻,明显降低冷凝器的传热性能。

关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点

关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点

关于多效降膜式蒸发器的工作原理及应用要点多效降膜式蒸发器是一种常用于低浓度溶液浓缩的设备,并且在化工、制药、食品加工等行业有广泛应用。

它的工作原理是基于多级蒸发的原理,通过利用供热的蒸汽对溶液进行加热,使其部分蒸发,使得浓缩液和蒸汽分离。

以下将详细介绍该设备的工作原理及应用要点。

工作原理:多效降膜式蒸发器是以提高蒸发效率为目标的一种设备。

其工作原理基于温差传导和传质传导的原理。

1.热能传导:通过蒸汽对溶液进行加热传递热能,使溶液局部升温。

2.温差传导:由于多效降膜式蒸发器通常有多个蒸发器单位组成,其中较高级的蒸发器单位的蒸发温度较低级的蒸发器单位低,形成了温差,使得溶液在相邻级之间通过导热底板传导,实现能量转移。

3.传质传导:由于溶液中的溶质浓度不均匀,较浓的溶液在温差传导的作用下向低浓度的溶液扩散,实现了传质传导。

应用要点:1.节能高效:通过多效的设计,多效降膜式蒸发器能够高效利用能量,并将蒸发过程分解成多个级别,从而提高蒸发效率,降低能耗。

2.产品质量好:多效降膜式蒸发器能够高效地蒸发溶液中的溶质,并避免了常规蒸发器中因溶质浓度梯度不均匀导致的结晶问题,从而得到更纯净的产品。

3.适应性强:多效降膜式蒸发器适应性广泛,可以用于各种浓度的溶液的蒸发浓缩,可根据不同工艺要求调整蒸发器的级数和底板结构。

4.操作稳定:多效降膜式蒸发器具有良好的自动调控性能,通过控制进料流速、蒸汽压力、温度等参数,可以稳定控制设备的操作,提高生产效率。

5.简化工艺流程:多效降膜式蒸发器能够将多级的浓缩过程集成在一个设备中,简化了工艺流程,减少了设备占地面积。

总之,多效降膜式蒸发器通过多级浓缩的方式,利用蒸汽的热能传导、温差传导和传质传导的原理,高效地蒸发浓缩溶液,适用于多种工业领域。

它具有节能高效、产品质量好、适应性强、操作稳定和工艺流程简化等优点,为生产过程提供了便利,具有重要的应用价值。

降膜蒸发器中决定和影响传热系数的因素

降膜蒸发器中决定和影响传热系数的因素

降膜蒸发器中决定和影响传热系数的因素摘要这项工作的目的是确定不同操作条件下的单效蒸发器的传热系数,为了判断它们有多种影响因素。

降膜蒸发器包括12根外径25mm、长3m的垂直不锈钢管,蒸发器的蒸发容量为240 kg/h。

对每一个多效蒸发器的影响条件进行模拟,改变进料浓度和压力,设置每一种条件下的饱和温度和热传递系统,。

从而获得一个关联式,即传热系数与流体性质、几何参数和流量的关系。

2005年Elsevier公司保留所有权利。

关键词: 传热、蒸发器、降膜、传热系数1. 前言果汁的浓度是果汁制造业中被广泛使用的参数,它有两个主要目的:(1)降低产品的体积和重量,随后降低储存、包装及分销的成本。

(2)增加水的活动,减少其对果汁的稳定性影响,这是影响果汁品质的主要因素。

虽然冷冻浓缩和反渗透浓度等其他方法现在也经常被用到,但由于业务和经济原因蒸发仍然是最流行的。

蒸发是一个单元操作即从液体中去除水。

如果液体中含有溶解固体,解决方案是可以使其成为饱和或过饱和固体晶体沉积。

如果长时间高温蒸发,会造成果汁中许多物质被破坏,,真空蒸发似乎是合理的解决方案。

真空蒸发进行的沸点降低,所以热降解趋于最小化。

降膜蒸发器在本质上是管壳式换热器。

降膜蒸发器本质上是一个管壳式换热器。

蒸汽冷凝的壳程提供了潜热,使从管程流动溶液中的水蒸发量。

水蒸气和浓缩果汁,在热力学方面是平衡的,然后分离。

这个过程可以完成一次蒸发,因此沸腾浓缩液退出单元作进一步处理,蒸汽在一个独立的冷凝器中冷凝。

这种设备被命名为“单效蒸发器”。

然而,如果需要高浓度,最好是使用多个更小的单元,而不是用一个大的单元。

在这种条件下,解决方案是水汽离开第一个单元,加热介质为第二个过程蓄流。

对于一个合适的动力,由于第二单元存在,其沸点减小,这是通过减少在蒸发室的压力。

这样,减少了蒸发器在加热蒸汽压力方向的热能损失和压力损失。

这种被定义为“多效蒸发器”,3,4,5设备在食品工业是非常容易见到的。

薄膜蒸发器常见的故障

薄膜蒸发器常见的故障

薄膜蒸发器常见的故障1. 蒸发效率下降—原因:—加热系统问题:加热介质供应不足或加热夹套、加热管结垢是常见原因。

例如,蒸汽加热时,假如蒸汽管道堵塞或者蒸汽压力不足,会导致供应给蒸发器的热量不足。

长期使用后,加热壁面上可能会积累物料中的杂质、盐分等形成垢层,降低热传递效率,就像水壶用久了会有水垢影响烧水速度一样。

—物料问题:物料的粘度加添、进料速度过快或者物料分布不均匀,也会使蒸发效率降低。

譬如处理高粘度的物料时,假如没有提前进行适当的预热或稀释,会导致物料在蒸发器内流动缓慢,影响成膜和蒸发。

进料速度超出蒸发器的设计处理本领,会使物料在蒸发器内停留时间过短,来不及充分蒸发。

—真空系统故障:真空度过低会使物料沸点升高,蒸发变得困难。

可能是真空泵故障、真空管道泄漏或者冷凝器工作不正常导致的。

例如,真空管道的密封件老化损坏,会使外界空气进入蒸发器,破坏真空环境。

—解决方法:—检查加热系统,确保加热介质供应正常,压力稳定。

对于结垢问题,可以定期进行清洗,采用化学清洗方法去除垢层。

—依据物料性质调整进料速度,对于粘度大的物料可以进行预处理。

检查分布器,确保物料均匀分布在加热壁面上。

—检查真空系统,修复真空泵故障,更换损坏的密封件,保证真空管道的密封性。

检查冷凝器的冷却效果,确保其正常工作。

2. 液膜形成不均匀—原因:—分布器故障:分布器是保证物料均匀分布在加热壁上形成液膜的关键部件。

假如分布器堵塞、损坏或者设计不合理,会导致物料不能均匀地分布,从而使液膜形成不均匀。

例如,分布器的喷头被物料中的杂质堵塞,物料就无法正常喷出。

—蒸发器内部结构问题:蒸发器的筒体不垂直、加热壁面不平整或者刮板磨损等情况,也会影响液膜的均匀性。

譬如刮板磨损后,不能特别好地将物料刮成均匀的薄膜,导致部分区域物料聚积,部分区域液膜过薄。

—解决方法:—清理或更换堵塞、损坏的分布器。

假如是分布器设计不合理,可以考虑对其进行改造或更换更合适的分布器。

降膜式蒸发冷凝冷却-概述说明以及解释

降膜式蒸发冷凝冷却-概述说明以及解释

降膜式蒸发冷凝冷却-概述说明以及解释1.引言1.1 概述降膜式蒸发冷凝冷却是一种高效的热传递技术,广泛应用于工业制冷、空调、能源等领域。

它通过在降膜内部的蒸发和冷凝过程,实现了热量的传递和散发,从而实现冷却目的。

降膜式蒸发冷凝冷却的原理是利用一种特殊的结构,将热源和冷却介质分隔开来,通过在薄膜上形成一个水膜,使水蒸气在薄膜上形成降膜。

在降膜过程中,蒸发的水蒸气会带走热量,将热量传递到冷凝介质,然后冷凝成水滴,释放出大量热量。

降膜式蒸发冷凝冷却的优势主要包括以下几个方面:首先,它具有高效率和节能的特点,能够在相对较低的温度下实现高效的热传递;其次,它具有稳定性和可控性好的优点,能够适应各种工艺需求;另外,由于采用了降膜技术,使得传热表面积大大增加,从而提高了热传递效果;最后,降膜式蒸发冷凝冷却可以实现多级分层冷却,满足不同温度的冷却需求。

降膜式蒸发冷凝冷却被广泛应用于许多领域,例如化工工艺中的塔冷却、石油炼制中的热交换、空调系统中的冷凝器等。

在化工领域,降膜式蒸发冷凝冷却在精馏、萃取、蒸发等过程中起到了重要的作用。

在能源领域,降膜式蒸发冷凝冷却被广泛应用于锅炉系统、发电厂的冷却塔等设备中,用于提高能源的利用效率。

总之,降膜式蒸发冷凝冷却是一种高效、节能、稳定性好的热传递技术,具有广泛的应用前景。

本文将介绍降膜式蒸发冷凝冷却的原理、优势以及应用领域,并展望其未来的发展方向。

1.2文章结构文章结构是指文章从引言到结论的整体组织方式。

本文将按照以下结构进行展开:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 降膜式蒸发冷凝冷却的原理2.2 降膜式蒸发冷凝冷却的优势2.3 降膜式蒸发冷凝冷却的应用领域3. 结论3.1 总结降膜式蒸发冷凝冷却的特点3.2 展望降膜式蒸发冷凝冷却的未来发展3.3 结束语在引言部分,我们将简要概述降膜式蒸发冷凝冷却的基本概念和重要性,并说明本文的结构和目的。

影响降膜蒸发器传热的因素

影响降膜蒸发器传热的因素

影响降膜蒸发器传热的因素H. CHEN and R. S. JEBSON (同事)(食品技术系梅西大学北帕默斯顿新西兰)一台试验性规模的单管降膜蒸发器(2米长的加热管)是用于获得对这种类型蒸发器蒸发机理的一些认识,从商业牛奶蒸发器上获得的结果被用来选择试验性蒸发器的操作条件。

这项研究用牛顿学说的液体进行:水和糖的方案。

总的传热系数主要受液体蒸发和蒸汽冷凝之间的温差,蒸发温度,灌溉密度,液体粘度,加热管长,但是普朗特数也是标志。

关键词:蒸发;降膜;传热系数;雷诺数;普朗特数引言降膜蒸发器在食品工业得到了广泛的应用正像他们的特点一样,由于具有在较低温度下高的传热系数和停留时间比较短,意味着他们可以处理热敏感材料。

在很大程度上满足了现在食品工业的需求,比如大的生产量,经济运行,可靠性操作的可能性,以及尽可能的单通处理。

他们是乳品行业的标志性蒸发器。

据计算,在新西兰总能量的1%消耗在了蒸发过程。

在奶粉的生产过程中,蒸发过程需要50%的能量消耗,因此,人们希望了解降膜蒸发器的蒸发机制以至于工厂可以最大容量最大效率的使用蒸发器。

尽管降膜蒸发在工业中的重要性,但是它在有精确细节描述的文献中记载却比较少,特别是在牛奶的蒸发过程中。

因此,试验性的单管降膜蒸发器被开发来研究它的热传递。

从商业牛奶蒸发器和与之相关的文献得到的结果来看,对降膜蒸发器独立参数有重大影响的参数有:1.蒸发过程所处的温度;2.蒸发温度和蒸汽冷凝温度之间的差异;3.液体的进料速率;4.液体的进料温度;5.蒸发器中的液体浓度;6.换热管长度;7.换热管的直径;8.换热管的特点:金属类型,壁厚,管子的处理方式。

在上述的影响因素中,温差,蒸发温度,液体的流速,换热管长度被选为研究对象。

实验条件是在乳品厂的工业性试验得到的结果的基础上被选择的。

虽然牛奶在蒸发器上被广泛的用作原料,但是不使用牛奶,理由如下:1.因为牛奶的成分,因此它的物理属性每一天都有所不同;2.一旦牛奶甚至有点略为浓缩,随着时间会越来越浓厚,即它的粘度随时间的增加而增加,而且它增加的速度随着温度和浓度的增加而增加;3.加热表面会被牛奶的成分弄脏;因此,用自来水和糖的解决方案能使得原料的成分以及便利相一致而不是使用牛奶。

降膜蒸发器换热系数

降膜蒸发器换热系数

降膜蒸发器换热系数降膜蒸发器是一种常见的传热设备,广泛应用于化工、石油、冶金等工业领域。

换热系数是评估传热效果的重要指标,它反映了传热过程中热量传递的快慢和效率。

换热系数的定义是单位时间内单位面积的传热量与温度差的比值。

在降膜蒸发器中,换热系数的大小受到多种因素的影响。

首先是传热介质的性质,如物理性质、组分和浓度等。

例如,传热介质的热导率高、粘度小,会提高换热系数。

其次是换热器的结构和工艺参数,如换热器的管壁材料、管道直径、管道长度、流体速度等。

这些因素会影响流体的流动状态和传热表面的热阻,从而影响换热系数的大小。

除了上述因素外,还有一些其他因素也会对降膜蒸发器的换热系数产生影响。

例如,蒸发器的工作压力和温度差,越大的压力差和温度差,换热系数往往越高。

此外,流体的流动方式和流动状态也会对换热系数产生影响。

对于降膜蒸发器来说,一般采用下降膜流动方式,这种流动方式下的换热系数相对较高。

在实际应用中,我们通常希望能够提高降膜蒸发器的换热系数,以提高传热效率和降低能耗。

为了达到这个目标,我们可以采取一些措施。

首先,选择合适的传热介质,使其具有较高的热导率和较低的粘度。

其次,优化换热器的结构和工艺参数,如增大传热表面积、改变流体流动方式、调整流体流速等。

此外,还可以采用一些增强传热的技术手段,如使用增强换热器、加入传热增强剂等。

降膜蒸发器的换热系数是评估传热效果的重要指标,它受到多种因素的影响。

在实际应用中,我们可以通过选择合适的传热介质、优化换热器结构和工艺参数以及采用增强传热技术手段来提高换热系数,以提高传热效率和降低能耗。

通过研究和优化换热系数,我们可以不断提升降膜蒸发器的传热性能,满足工业生产中对传热过程的要求。

蒸发器热不平衡

蒸发器热不平衡

蒸发器热不平衡
蒸发器热不平衡可能是由多种原因导致的。

以下是一些可能的原因:
1. 蒸发器内部结构设计不当,例如加热管和冷凝管之间的距离太远,导致蒸汽在传递热量时经过了较长的路径,从而造成部分热量的损失。

此外,蒸发器内部的管道弯曲和交叉也会影响热量的传递效率,进而导致热不平衡。

2. 蒸发器使用时间过长,可能导致内部出现结垢、污垢等问题,这些问题会影响热传递效率,从而导致热不平衡。

3. 空调滤网清洗不当,如果长时间未清洗,滤网表面积累了大量灰尘和杂质,会影响空气流通,导致蒸发器受热不均匀,无法达到均匀制冷或加热的目的。

4. 制冷剂不足,如果制冷剂不足,蒸发器表面的湿度会过高,从而影响制冷效果,导致热不平衡。

为了解决蒸发器热不平衡的问题,可以采取以下措施:
1. 调整蒸发器内部结构,优化热传递效率,例如减少管道弯曲和交叉,增加热传导面积等。

2. 定期清洗蒸发器内部,消除结垢和污垢,保证热传递效率。

3. 定期清洗空调滤网,保证空气流通,使蒸发器受热
均匀。

4. 定期检查制冷剂充足程度,如果不足应及时补充。

此外,还可以采用一些辅助措施来改善蒸发器热不平衡的问题,例如增加风扇数量或调整风扇转速,以提高空气流通量;在蒸发器表面喷涂导热材料,提高热传递效率等。

总之,蒸发器热不平衡问题需要综合考虑多种因素,采取多种措施来解决。

定期维护和保养蒸发器,及时发现和解决问题,可以延长其使用寿命,提高制冷或加热效果。

降膜蒸发器原理

降膜蒸发器原理

降膜蒸发器原理降膜蒸发器是一种常见的传热设备,广泛应用于化工、冶金、环保等领域。

它利用液体在管壁上形成薄膜,通过蒸发来吸收热量,实现物料的加热或冷却。

其原理主要包括传热传质过程和流体力学过程。

首先,我们来看传热传质过程。

在降膜蒸发器中,液体从上部进入设备,在重力作用下沿管壁形成薄膜流动,与管壁上的蒸汽进行热量交换。

薄膜流动的速度和厚度对传热效果有着重要影响。

当薄膜流速较大时,传热系数也相对较大,但薄膜厚度较薄,传热表面积相对较小;反之,薄膜流速较小时,传热系数较小,但传热表面积较大。

因此,需要在实际应用中综合考虑流速和厚度的选择,以达到最佳的传热效果。

其次,流体力学过程也是降膜蒸发器原理的重要组成部分。

在薄膜流动过程中,流体受到管壁的阻力作用,同时还受到重力、表面张力和粘性力的影响。

这些力的相互作用决定了薄膜流动的形态和特性。

为了提高薄膜流动的稳定性和均匀性,需要合理设计蒸发器的结构,减小流体的阻力,降低表面张力和粘性力的影响,从而达到更高的传热效果。

除了传热传质和流体力学过程外,降膜蒸发器还需要考虑设备的材料选择、操作参数的控制等方面。

材料的选择需要考虑其耐腐蚀性、导热性、成本等因素,以满足不同物料的要求。

操作参数的控制包括流速、温度、压力等,需要根据具体的工艺要求进行调整,以保证设备的正常运行和传热效果。

总的来说,降膜蒸发器是一种重要的传热设备,其原理涉及传热传质和流体力学过程。

在实际应用中,需要综合考虑流速、薄膜厚度、材料选择、操作参数等因素,以达到最佳的传热效果。

希望本文能够帮助读者更好地理解降膜蒸发器的原理和应用。

降膜蒸发器过热度

降膜蒸发器过热度

降膜蒸发器过热度1.引言1.1 概述降膜蒸发器是一种常用的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力等行业。

它通过液体从内壁形成薄膜,并与外界的热传递介质进行传热,使液体汽化为蒸汽。

过热度是降膜蒸发器中一个重要的参数,它是指蒸汽的温度高于饱和温度的程度。

过热度的大小对换热效果和装置的运行稳定性有着重要的影响。

过多的过热度会导致蒸汽的传热系数降低,减小了换热面积的利用率,同时也增加了设备的能耗。

过热蒸汽在与液体接触时,容易引起液体的剧烈汽化,产生过快的汽泡运动,从而造成液体的剧烈搅动和溅射,使得传热更加复杂,甚至影响设备的正常运行。

因此,准确控制和合理利用降膜蒸发器的过热度对于提高换热效果、节约能源以及增加设备的运行稳定性具有重要意义。

本文将重点介绍降膜蒸发器过热度的定义和影响因素,以及控制过热度的方法和重要性。

通过对降膜蒸发器过热度的深入研究,可以为相关行业提供参考和指导,优化设备的设计和运行。

文章结构部分的内容可以写成以下这样:1.2 文章结构本文共分为三个部分:引言、正文和结论。

在引言部分,首先对降膜蒸发器过热度这一主题进行了概述,介绍了降膜蒸发器的工作原理以及过热度的定义和影响因素。

接下来,明确了本文的目的,即探讨降膜蒸发器过热度的重要性以及控制方法。

在正文部分,首先详细介绍了降膜蒸发器的工作原理,包括其基本结构和工作过程。

然后,对过热度进行了定义,并分析了影响过热度的因素,例如液体物性、换热表面和操作条件等。

在结论部分,通过对降膜蒸发器过热度的重要性进行分析,强调了合理控制过热度对于提高蒸发器效率和保证设备安全运行的重要性。

并且,总结了一些常用的控制方法,如优化换热表面设计、调整液体进料流率和控制操作压力等。

通过以上的文章结构,希望能够全面、清晰地介绍降膜蒸发器过热度的相关内容,为读者提供有价值的信息和参考。

1.3 目的本文的目的旨在研究和探讨降膜蒸发器过热度这一重要概念。

通过深入了解降膜蒸发器的工作原理和过热度的定义及其影响因素,我们可以更好地把握降膜蒸发器在热传递过程中的性能表现。

蒸发操作中引起温度差损失的原因

蒸发操作中引起温度差损失的原因

蒸发操作中引起温度差损失的原因
蒸发操作中引起温度差损失的原因有多种,包括以下几个方面:
1. 热量传递不完全:在蒸发过程中,热量需要从液体中传递到蒸发介质中,然后再传递到环境中。

然而,由于热传递的阻力,部分热量无法完全传递到蒸发介质中,导致温度差损失。

2. 蒸发介质的热容量限制:蒸发介质在吸收热量时会发生温度升高,当蒸发介质的热容量有限时,无法完全吸收液体的热量,造成热量损失。

3. 蒸发操作中可能存在的能量损失:在蒸发操作中,可能会存在一些能量损失,例如摩擦损失、机械能损失等,这些能量损失也会导致温度差损失。

4. 外部环境条件变化:蒸发操作往往是在开放环境中进行的,外部环境的变化会导致温度差损失。

例如,外部环境温度升高时,蒸发液体的温度可能会下降,造成温度差损失。

总之,蒸发操作中引起温度差损失的原因是多方面的,包括热量传递不完全、蒸发介质的热容量限制、能量损失以及外部环境条件变化等。

影响水平管外降膜蒸发传热膜系数因素的研究

影响水平管外降膜蒸发传热膜系数因素的研究

垢情况也得以改善。由于 以上原因,水平管降膜蒸 发是一种节能型蒸馏淡化技术 ,不仅热耗量小 ,而 且要求供热的温位低 , 有利于利用低位余热。 目前 ,国 内 、外 水平 管蒸 发器 研究 学者 主 要对 通管进行了研究 。而笔者主要研究水平管为盲管 , 并对 影 响 盲 管 水 平 管 蒸 发 器 的一 些 因 素 进 行 了研
分利 用 ,消耗 费用 和 制造 成本 低 的特点 。
1 实验装 置 和实验 方 法
水平 管 外 喷 淋 式 降 膜 蒸 发 器 是 美 国 A U — QA C E 公 司在 2 纪 6 HM 0世 0年代 开 发 的 一项 技 术 。与
传统的蒸发器相 比,该蒸发器具有传热系数高 、有 效温差损 失 小 、溶 液 温 度 分 布 均 匀 等 优 点 。 目前 ,
小 温差 下进 行传 热 ,表面 过 热度 下 降 ,管表 面 的结
槽 1 加 热 到所需 温 度后 流 出 ,由离心 泵 1 转 子 1 3经 流量 计 1送 至喷 淋装 置 ,向传 热 管均 匀喷 淋 ,经传 热管 加热 部 分料 液 蒸 发 。 当实 验 装 置用 作 两 效 时 ,
¥杜亮坡 ,男 ,18 90年 l O月生 ,硕士 。廊坊市 , 6 00。 0 50
产生的二次水蒸气作为第二效水 平管管 内的热源 , 在第二效水平管管 内蒸汽冷凝 的冷凝液由冷凝液计
量器 1 0采集 并计 量 ,第 二 效 水 平 管 管 外 产 生 的 二 次水 蒸气 经 冷凝 器 3冷凝 ,并 由冷凝 液计 量器 7采 集并 计量 ,此 时 第 一 效 和 第 二 效 的 进 料 阀 门 要 打
1 ~转子流量计 5 一真空泵 8 一水槽 图 1 实验装置 2 一锅炉 3 一冷凝器 1~加热槽 1 4 一缓 冲罐 1 一离心泵 3 6 一管道泵 7 O 2 ,l ,l 一冷凝水计量器

薄膜蒸发器的传热性能研究与优化

薄膜蒸发器的传热性能研究与优化

薄膜蒸发器的传热性能研究与优化摘要薄膜蒸发器是一种高效的热交换设备,广泛应用于化工、食品、医药等领域。

本文主要研究了薄膜蒸发器的传热性能,并通过对其结构和操作参数进行优化,提高了传热效率和节能性能。

研究结果表明,通过合理设计和优化薄膜蒸发器,可以大幅度地提高其传热性能。

1. 引言薄膜蒸发器是一种通过将热源与冷负荷之间的传热通过薄膜介质实现高效换热的设备。

它具有传热效率高、热负荷大、体积小、操作灵活等优点,被广泛应用于石化、化工、食品、医药等领域。

2. 薄膜蒸发器的工作原理薄膜蒸发器的工作原理是利用薄膜介质和热媒之间的温度差,将热源的热量传递给冷负荷。

薄膜介质通常为薄膜管或薄膜板,其内部充满热媒,当热源与冷负荷之间存在温度差时,热源将传递热量给热媒,使热媒发生相变,从而实现热量的传递。

3. 薄膜蒸发器的传热性能影响因素薄膜蒸发器的传热性能受到多种因素的影响,包括薄膜材料的传热特性、内部结构设计、操作参数等。

下面将重点介绍这些因素对传热性能的影响。

3.1 薄膜材料的选择薄膜材料的传热特性直接影响薄膜蒸发器的传热性能。

通常情况下,选择导热系数高、热传导性能好的材料可以提高传热效率。

如铜、铝等金属材料具有较好的传热性能,可以用于制作薄膜蒸发器。

3.2 薄膜蒸发器的结构设计薄膜蒸发器的结构设计也对传热性能起着重要作用。

合理设计冷却表面积、热传导路径等参数,可以提高传热效率。

同时,采用优化的流动结构,如采用微细通道、增加流体的流速等,也可以提高传热性能。

3.3 操作参数的优化薄膜蒸发器的操作参数,包括进出口温差、流体的流速、薄膜厚度等,也会对传热性能产生影响。

通过优化这些参数,可以提高传热效率和节能性能。

4. 薄膜蒸发器传热性能的优化方法为了提高薄膜蒸发器的传热性能,可以采取以下方法进行优化。

4.1 设计优化通过改变薄膜蒸发器的内部结构和材料,可以优化传热路径,减少传热阻力,从而提高传热效率。

同时,合理设计薄膜蒸发器的进出口温差、流速等参数,也可以提高传热性能。

薄液膜表面蒸发对降液膜传热和传质的影响

薄液膜表面蒸发对降液膜传热和传质的影响

薄液膜表面蒸发对降液膜传热和传质的影响薄液膜表面蒸发对降液膜传热和传质有着重要影响,主要表现在以下
方面:
1.传热强化:薄液膜表面蒸发可以增加液膜表面的热传递系数,从而
增强传热强度。

当液体被气体吹拂时,液膜表面的温度降低,使得传热系
数增大。

此外,由于薄液膜表面蒸发的存在,使得液膜表面有更多的气体
流动,从而增加了传热系数。

2.传质提高:薄液膜表面蒸发可以增加传质强度,促进传质过程的发生。

液体中的气体分子通过薄液膜表面蒸发到空气中,液相中的浓度逐渐
降低,从而达到传质的作用。

3.降液膜稳定性:薄液膜表面蒸发会使液膜表面形成不稳定的液滴,
造成液膜表面的不平整,从而影响降液膜的稳定性。

液滴可以从液膜表面
剥离,降低液膜表面的面积,使得传热和传质的作用面积减小,而且也会
使蒸发过程受到干扰。

因此,在降液膜传热和传质过程中,应注意薄液膜表面的蒸发对传热
传质过程的影响。

如果蒸发作用过强,应采取一些措施,如增加喷头数量、调整液体流速、改变流动方式等,以提高液膜表面的稳定性,使传热传质
效果最大化。

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降膜蒸发器中热传递的影响因素H.CHEN 和R.S.JEBSON新西兰.北帕.梅西大学.食品技术部门应用一台小型规模的单管式降膜蒸发器来获得关于这种类型蒸发器蒸发原理的一些认知。

设定在试点蒸发器上的操作条件是取自于商业牛奶蒸发器获得的研究成果。

这项研究成果是在使用像水和糖溶液等牛顿流体作为物料条件下而获得实现的。

总传热系数受液体蒸发和蒸汽冷凝温度之间的温差,蒸发温度,排出密度,液体粘度和加热管长度的影响,但是普朗特系数对其也有着非常重要的影响。

关键词:蒸发降膜传热系数雷诺数普朗特系数简介降膜蒸发器在类似于以在较低的蒸发温度和相对较短的停留时间条件下具有较高的传热系数为特征的食品工业行业中有着极为广泛的应用,这意味着它们能够处理热敏感材料。

在很大程度上它们能够满足当今现代食品工业的需求,例如尽可能大的容量,经济,运转可靠,单程控制等。

它们是乳品行业中的标准蒸发器。

据估算在新西兰有占总消耗能量的1%的能量用于蒸发过程的消耗。

在牛奶生产过程中,蒸发阶段需消耗50%的能源。

因此,人们乐于去了解降膜蒸发器的蒸发原理,以便使蒸发器在工业应用中达到最大的容量和最高的效益。

尽管降膜蒸发器在工业领域中有着极为广泛的应用,但是只有极少量的文献论文是关于降膜蒸发器的,尤其是牛奶蒸发器。

因此,我们建立了一台小型规模的单管降膜蒸发器用来学习其内部的热传递。

从商业牛奶蒸发器和文献获得的结果可以看出,很显然降膜蒸发器中热传递的影响参数可以归结如下:1.蒸发发生的温差2.蒸发温度和蒸汽冷凝温度之间的温差3.液体进料的流速4.液体进料的温度5.蒸发器内部液体的浓度6.加热管的长度7.加热管的直径8.加热管的特征:金属材料的种类,壁厚和适合于加热管的处理方式上述可变物,温度区别,蒸发温度,进料流速和加热管长度被选择作为研究对象。

其实验条件是基于牛奶工厂的实验结果来选择确定的。

虽然牛奶作为蒸发器的进料被广泛应用,但是在本次实验中却不能使用牛奶,其原因如下:1.牛奶的物理特性天天在变化2.一旦牛奶稍有浓缩,它会随着时间而增厚,即其粘度会随着时间增加而增长,并且增长速度在较高的温度和浓度条件下增长更快。

3.加热表面会被牛奶污染因此,自来水和糖溶液常被用来作为进料而不是牛奶。

尽管在商业蒸发器研究中一些相互作用在不同变量之间被发现,但是对于这项研究来说它主要取决于是否能够集中主效应。

实验设备一台如图1简图所示的小型规模的不锈钢单管降膜蒸发器,其加热管外径32mm,壁厚1.6mm,长2m,被放置在内直径为73mm长2m的蒸汽夹套管中。

它是从外直径为20mm长为0.75m的管道进料(进给管),该管是同轴的插入在加热管中的。

这种进给管的高度可以调控,以便来变化加热管的换热面积。

从该管出来的进料直接喷洒在蒸发管的壁上。

这能够使在管下的液体比发生在商业蒸发器中的流通体制更迅速的建立流型。

将要被蒸发的液体通过一台可变速的泵输送到可将液体加热到蒸发温度的Spiraflo型换热器中,然后进入进给管。

这一小段必须被使用的蒸发管十分重要。

没有蒸发的液体和液体直接通过蒸气室底部形成的蒸汽被输送出去。

蒸汽然后通过了一台有角度的槽孔分离器,接着进入一台用于抽送浓缩物的螺旋离心水泵中。

蒸汽压力通过一个自动调整阀门控制。

蒸汽冷凝水在加热管外侧向下流动,并且依靠喷射器从蒸汽套管底部移动。

喷射器提供了真空,在不可压缩管道内可以通过通气旋塞手动调整。

进料流速可以通过转子流量计测量,并且连接到记录器上,如图1所示。

热电偶探头有九个不同的监测点,真空表和蒸汽压力表分别被用来测量水蒸气和蒸汽管道压力,其也在图1显示。

图1:单管式降膜蒸发器原理图(1)进料灌(2)输液泵(3)转子流量计(4)预热计(5)蒸汽-水混合器(6)调压器(7)蒸汽调节器(8)温度计(9)进料管(10)除沫器(11)蒸汽夹套(12)蒸汽控制器(13)浓缩泵(14)浓缩液收集器(15)冷凝器(16)冷凝泵(17)冷凝液收集器(18)真空装置。

热电偶探头位置步骤为了了解各不同变量对传热系数的影响,在每个试验中,仅使一个参数变化,而其他参数保持不变。

下面给一个典型的实验步骤:1.将蒸汽温度,蒸发的温度,进料流速,进料温度和加热管长度设定在期望值。

2.几分钟过后,当状态达到稳定时,用盘状计时器测出蒸汽冷凝物的流速。

3.在运行期间,记录下所有的温度。

总传热系数用方程式1计算:U=(1)降膜的雷诺数被定义如下:R=(2)e平均雷诺数(在加热管顶部和底部的雷诺数的平均值)被用来数据分析。

表1:实验变量范围统计分析实验结果用QUATTRPRO5.0电子制表程序多重回归分析方法来统计分析。

在从属变量显示为曲线的部位,二级关系作为附加量被测出。

在适当的部位,相互关系也被包括。

,最后的方程式在前加后减后被确定下来。

结果和讨论薄膜系数冷凝方面原理以逐滴冷凝类型被观察,这种类型的传热系数是薄膜冷凝的6-18倍。

在本次试验条件下,蒸发薄膜被估算在2-4KWm-2k-1。

因此,测定的总传热系数将和蒸发作用方面薄膜系数相近。

在这些情况下,逐滴冷凝式与众不同的,但是蒸发器是专门为这一目的制造的。

蒸发器的外侧一直有油膜的存在,这可以促进逐滴冷凝的进行。

温差的影响通过观察,总传热系数随着温差的减小而又确切的增加. 图2展示的就是水和10%的糖溶液的总传热系数相对与温差的典型曲线。

在商业蒸发器试验中发现了同样的趋势。

Angeletti and Moresi认为对于降膜蒸发器来说有两种蒸发机制,一个是在液体蒸汽接口直接蒸发,另一个是在加热管壁形成水泡。

Chun 和 Seban发现,在大气压下,需加热超过37.8℃才能在水中形成气泡。

Angeletti 和 Moresi指出,当总温差低于10℃时,液体蒸汽界面蒸发机制恰好流行。

图2显示了在3-8℃范围内,总传热系数迅速减少,然后逐渐缓慢。

由此得出的结果表明,气泡的形成也许主要在5℃左右。

气泡的形成在很大程度上增加了薄膜的厚度,因为它减小了液体蒸汽接口的传热速率。

液体蒸汽界面接口的影响将会迅速减小直到气泡形成主效应。

在这种状况下,随着温差的增加,传热系数将会慢慢减小。

气泡的形成主要取决于表面的状态和可以作为原子核的其它微粒的存在。

在现行使用的蒸发器中,这台蒸发器的加热管为标准型号。

因此,这台蒸发器也许可以适应于以水和其它纯净液体为进料的商业蒸发器中。

然而,牛奶在其表面层包含0.5到2um的脂肪球,并且可以达到10um,这些可以作为形成气泡的原子核。

Bouman等发现在温差为0.5℃d牛奶中和温差为5℃的水中,有核煮沸将会发生。

后面的图与我们的结果是一致的。

图2:对于水和10%的糖溶液,温差对其总传热系数的影响。

蒸发温度:90℃,进料流速:0.0167kg s-1加热管长:2m蒸发温度的影响图3显示的是被测的蒸发温度对总传热系数的影响的典型例子。

图3:水和10糖溶液对应的蒸发温度对其总传热系数的影响曲线温差:8K 进料流速:0.0167kg s-1加热管长2m这些直线是由方程式3画出的回归线,展示的这些点的误差线是由回归分析估算出来的,对于水和糖溶液来说基本趋势是一致的,其传热系数随着温度的增加而增加。

但是糖溶液的增长速率比水快,其原因也许是因为糖溶液具有更高的粘度。

随着温度的增加,雷诺数也增加,其结果导致粘度的减小。

对于糖溶液来说,其粘度减小的程度稍大于水。

两者的粘度已经依据Perry的数据用Campanella公式计算出来了,并且相对总传热系数做了描述,其结果如图4所示。

两液体线的不同倾斜程度表明,虽然粘度对传热系数有着很大影响,但是也还存在着其它因素。

普朗特数的变化不仅仅是由于粘度的影响。

普朗特数通过使用来自Honig的糖溶液的热导率和热容量的数据计算出的。

通过使用QUATTRO5.0程序,总传热系数随着粘度和普朗特数的回归得到一个关系:U = 4.075* * *- 5.466* * * l 2 - 1.796*Pr + 1.613*Pr2(R2 = 99.31%, df = 6) (3)如果用雷诺数代替粘度关系式变为:U = - 3.661 - 0.130Pr + 6.033 X10-3Re - 1.364X10-6Re2(R2 =99.24%, df = 6) (4)使用在方程式3和4的数据的标准残留误差计算出来,其中任何一个误差绝不会超过1.4。

在这些方程式中,粘度和普朗特数作为次阶关系出现,它表明随着年度的增加,普朗特数将会减小,它们的影响较小。

在低粘度条件下,薄膜状态将不稳定,并且粘度的改变不会对其不会有太大影响。

而在较高的粘度条件下,流动状态将会呈现波浪层流或波浪形,并且粘度对其有着重大影响。

在温度范围的研究中,普朗特数伴随温度增加而减小,结果导致了粘度的减小和导电性的增加。

尽管方程式2中,在温度范围内,总传热系数随着普朗特数增加而增加,但是和预期的一样,在较高温度下,较低的普朗特数将会使总传热系数增加。

图4:水和10糖溶液对应的雷诺数和普朗特数对于总传热系数的影响曲线温差:8K 进料流速:0.0167kg s-1加热管长2m 如果在较高的液体粘度下,蒸汽动量对传热系数有更大的影响,然后粘度随着温度改变较大,糖溶液对传热系数具有更大的影响。

随着传热系数的增加,蒸发将会增加,从而导致蒸发动量的增加,进一步增加传热系数。

因此,如图3所示,糖溶液的传热系数-蒸发温度线的倾斜率更大。

可是,在本次试验中,蒸汽动量的影响是很小的。

加热管长度的影响图5显示了总传热系数随着加热管长度的增加而减小。

这也许是因为入口作用。

进料在进料管上通过一条狭窄通道,并且在较高速度下喷洒在加热管上。

入口的薄膜流动体制将会紊乱,过了一段距离,液体薄膜将会得到较低的但是很稳定的雷诺数。

在入口长度上的传热系数必须较高。

因此,在短管中,入口长度的影响相较于长管更大。

不同的商业蒸发器中,在加热管上部的液体分布机制是不同的。

应用在商业蒸发器中的分布板的目的是为了液体滴在加热管之间的平板上,然后液体在加热管内部流动。

因此,这里报道的结果表明,应用在商业蒸发器中的分布体制可以通过引进不同的分布者来改进。

图5:水和糖溶液对应的加热管长队对于总传热系数的影响曲线蒸发温度:70℃,温差:8K 进料流速:0.0167kg s-1在商业尝试中,蒸发动量对传热系数有着积极的作用,但是对于中型的蒸发器,它的作用时很小的(和商业蒸发器中4kgmm-1s-1的动量相比,其最大值为0.1 kgmm-1s-1。

因此,没有证据表明在这样的蒸发器中,动力对传热系数有贡献。

雷诺数的影响图6展示了由于雷诺数的增加,传热系数随之增加的趋势。

在这个实验中,雷诺数通过两个变量来改变:排放密度和粘度。

利用图7的数据通过使用QUATTRO5.0程序得到下列方程:U =2.583 + 0.00153* * *Re - 3.43* * *X 10-7Re2- 2.444* * *P r(R2 = 95.92%, df = 4) (5)这个方程显示,在较低值时,雷诺数非常重要。

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