水平管降膜蒸发器液体分布装置与液体在管间流动模式的研究

论文摘要

水平管降膜蒸发技术,具有传热温差损失小,传热系数高,低温传热性能优良等优点,被广泛应用于海水淡化、海洋温差发电、制冷工程、化学工程等领域。论文对水平管降膜蒸发器液体分布装置分别进行了实验研究和数值模拟。采用排管式液体分布装置,并在每一层换热管底部设置导流装置,设计不同尺寸的多孔管分布器并进行实验。其设计制作简单,安装方便,布液均匀。在单孔管实验中,考察了喷淋量对孔流系数的影响;在多孔管实验中,考察了喷淋量对孔出流量、管内压力和分布不均匀度的影响;在管间液体流动模式的实验中,考察了喷淋密度对流动模式转化的影响。通过分析液体在多孔管分支系统中的变质量流动机理,推导出多孔管的修正动量方程,给出了流量计算公式,提出了液体分布不均匀度系数的统计概念,提出了排管式液体分布装置设计方案。本文使用FLUENT6.3中的Laminar模型和标准k -ε模型,对等直径多孔管的管内液体流动情况建立数学模型,并进行了数值计算。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• §1-1 水平管降膜蒸发器的研究现状
• 1-1-1 水平管降膜蒸发器的特点
• 1-1-2 关于液体分布装置的研究
• 1-1-3 水平管管间液体流动模式的研究
• 1-1-4 小结
• §1-2 计算流体力学方法及其软件概述
• 1-2-1 计算流体力学CFD概述
• 1-2-2 CFD相关软件简介
• 1-2-3 湍流模型概述
• 1-2-4 小结
• §1-3 主要研究内容
• 第二章 实验设计
• §2-1 液体分布喷淋管的设计
• §2-2 多孔管内流体流动的分析研究
• 2-2-1 多孔管的研究
• 2-2-2 液体在多孔管内的流体力学分析
• 2-2-3 动量摩擦修正系数
• 2-2-4 侧流孔口的阻力系数和侧孔的射流
• 2-2-5 多孔管布液均匀度的计算
• §2-3 分布装置的设计
• 2-3-1 分布器的设计
• 2-3-2 水平换热管的设计
• §2-4 实验设计
• 2-4-1 实验装置及流程
• 2-4-2 实验步骤
• 2-4-3 实验内容
• 2-4-4 实验方法
• §2-5 小结
• 第三章 实验结果及分析
• §3-1 实验数据的处理
• 3-1-1 实验用料液物性参数
• 3-1-2 实验数据处理方法
• §3-2 实验结果与分析
• 3-2-1 单孔管实验数据结果与分析
• 3-2-2 多孔管实验数据结果与分析
• 3-2-3 喷淋密度对管间流动模式的影响
• §3-3 管外液体流动液膜厚度公式的推导
• §3-4 小结
• 第四章 数值模拟结果与分析
• §4-1 液体流动的模拟研究
• 4-1-1 计算模型的确定
• 4-1-2 边界条件的选择
• 4-1-3 模拟计算过程
• §4-2 模拟计算结果及讨论
• 4-2-1 数值模拟结果比较
• 4-2-2 对压力云图的理论验证
• §4-3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果