低温浓盐水水平管降膜蒸发实验研究

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1、大连理工大学硕士学位论文低温浓盐水水平管降膜蒸发实验研究姓名：高忠凯申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马学虎20070601大连理工大学硕士学位论文摘要水平管降膜蒸发具有传热效率高和传热温差小等优点，在低温余热利用技术、低温多效海水淡化、制冷、石油化工等行业中得到了非常广泛的应用。浓海水蒸发特性的研究具有重要意义，不仅可以生产淡水，还可以从产生的浓海水中提取微量元素，如提溴和提钾等以及制取食盐．采用这种浓海水来制取，可以大幅度降低过程动力消耗，提高提取率，降低生产成本。浓海水可作为良好的冷却介质。本文自行计算、设计、加工以及组装完成

2、了实验装置，主要目的是研究海水水平管降膜蒸发传热特性，并研究了不同浓度盐水水平管降膜蒸发的传热性能。采用不同孔径及孔闯距的淋水盘做冷膜实验，得到适合本文实验装置最佳的淋水盘作为布液器。并且对管壁流动状态进行了可视化研究，对照片分析后可以清晰得到管壁不出现干壁的最小流量，以及出现滴状流、柱状流、和片状流的喷淋密度。本实验对外径25ram，长500ram光滑的铝黄铜管在电加热情况下，对淡水、海水和不同浓度盐水的对蒸发传热系数进行了实验测定。得到液体喷淋密度、热流密度和蒸发温度对蒸发传热系数的影响。实验在蒸发压力lOkPa，蒸发温度在43～68℃

3、，喷淋密度在0．08～O．25kg／m·s，热流密度在12～42kW／m2，盐水浓度在7～25％条件下进行，得到蒸发传热系数范围在2500～1looOw／秆·K。实验表明：增大喷淋密度有利于传热，但影响不是很大；增大热流密度及蒸发温度都利于传热：增加盐水浓度，传热系数下降，尤其在高浓度情况下，传热系数下降显著。关键词：水平管降膜燕发，海水淡化，传热系数，浓盐水低温浓盐水水平管降膜蒸发实验研究ExperimentalStudyonConcentrateBrineFallingFilmEvaporationonHorizontalTubeatL

4、owTemperatureAbstractHi曲heattransfercoefficientandlowtemperaturedifferenceCallbeachievedbyfallingfilmevaporationOllhorizontalttlbewhichhasbeenwidelyappliedinthelowtemperaturemulti-effect-distillationofseawater,refrigeration,refinementofpetroleum，andsoon．Researchofevaporati

5、onofhighconcentrationbrineissignificantforproducingfreshwaterandsalt,andextractingPotassiumandMagnesium．TheremeoftheconcentratedseawaterorbrineCanremarkablydecreasetheenergyconsumptionandtheproductcost,andenhancetheextractionefficiency,Ahorizontaltubeevaporationsystemforla

6、bexperimentalstudyisdesignedandassembled．Andthen,theheattransferperformance，pertainingtDfallingfilmevaporationofbrinewimdifferentconcentration，isinvestigatedsystematically．Optimumfallingfilmliquiddistributorisselectedbyexperimentsregardingthedifferentnozzlediametersanddist

7、ancestothetubesurface．Theminimumirrigationrateisobtainedreferring幻visualstudyofflowbehavioroffallingfilmandanalysisofphotos．Furthermoredifferentsprayingratesaredeterminedfromtheoccurrenceofdroplet，column，andsheetflowrespectively．。Evaporationheattransfercoefficientsarestudi

8、edexperimentallywithsmoothtubeofCu—AIalloyhavinglengthof500mmanddiameterof25mmsubjecttoel