水平管降膜蒸發(fā)流動與傳熱的數(shù)值研究.pdf

1、　　水平管降膜蒸發(fā)技術由于在其壁面兩側均有相變產(chǎn)生,而且在蒸發(fā)側液膜還有波動作用,因此水平管降膜蒸發(fā)器具有傳熱效率高、傳熱溫差小、低溫傳熱性能優(yōu)良等特點,廣泛應用于石油化工、海水淡化、空調(diào)制冷等許多行業(yè)。
　　本文以海水淡化多效蒸發(fā)裝置中的水平管降膜蒸發(fā)器為研究對象,利用流體計算軟件Fluent 模擬了水平管降膜蒸發(fā)的流動與換熱過程,更加直觀的獲得了液膜的厚度和管外換熱系數(shù)。本文首先建立了降膜蒸發(fā)的物理模型和數(shù)學模型,然后通過多

2、相流 VO F 模型并加入了 UDF(用戶自定義函數(shù)),模擬出了整個降膜蒸發(fā)的流動與換熱過程,最后再利用Tecplot后處理軟件得到了水平管外液膜厚度以及管外換熱系數(shù)。通過對降膜蒸發(fā)的模擬,研究了噴淋密度、蒸發(fā)溫度、換熱管直徑、換熱溫差、管間距等因素對管外液膜厚度及換熱系數(shù)的影響。
　　通過研究發(fā)現(xiàn)：在同一位置處,液膜厚度隨噴淋密度的增加而增加；當噴淋密度小到一定程度,管外液膜就可能不會均勻分布,甚至不會形成液膜,而只是以液滴形

3、式存在。隨著管徑的增大液膜厚度逐漸減小。當管間距變大時,同一位置處管外液膜厚度在逐漸變小。不同管間距,在水平管頂部液膜厚度變化比較大,但是隨著周向角的變大,這種變化逐漸變小。管外傳熱系數(shù)隨噴淋密度的增大而變大,并且變化趨勢很明顯。蒸發(fā)溫度在310-355K,蒸發(fā)溫度的升高可以明顯增加管外傳熱系數(shù)。溫差范圍在 2-5K 之間,換熱溫差的增大減小了管外換熱系數(shù),但這種作用不明顯。當噴淋密度Γ 一定時,管徑尺寸越大,蒸發(fā)側的傳熱系數(shù)越高。第二