板式降膜蒸發(fā)器流體流動及傳熱數(shù)值研究.pdf

1、板式降膜蒸發(fā)器作為一種新型高效換熱設備，其利用降膜蒸發(fā)傳質(zhì)帶動傳熱的原理來提高換熱效果，在石油、化工、和海水淡化等領域都中有著很大的發(fā)展前景。由于板外降膜蒸發(fā)是一種復雜的傳熱和傳質(zhì)過程，目前還缺乏對降膜蒸發(fā)過程比較深入的了解，因此對傳熱傳質(zhì)特性的研究有很強的必要性和現(xiàn)實意義。
　　論文以流體力學基本理論和數(shù)值模擬方法為基礎，借助流體力學模擬仿真軟件FLUENT中的VOF模型建立了平板式降膜蒸發(fā)二維仿真模型，初步研究不同工況條件下對

2、其傳熱性能的影響，通過數(shù)值模擬所獲取的主要研究內(nèi)容：①合理的提高液相入口溫度和壁面熱流量，可以提高相應界面溫度，增強蒸發(fā)效應，提高傳熱性能；②提高入口空氣的流速和降低液相進口流率可以強化蒸發(fā)換熱，提高蒸發(fā)器的換熱效果，但是要選擇合適的液相進口流量和空氣入口流速。
　　接下來此基礎上再定義了氣相對液膜的剪應力作用以及表面張力效應的源項來建立了波紋板二維降膜蒸發(fā)仿真模型，深入的模擬研究其流動和傳熱傳質(zhì)特性，得到以下結(jié)論：①波紋板壁面對

3、流場的影響較大，在波紋凹陷處氣相的速度相對較小，液相的速度在重力的作用下越向下速度越大；②在液膜向下流動過程中，液相的進口部分液膜的厚度較大，而隨著流動的進行，液膜的厚度不斷變薄；③溫度分布和傳熱傳質(zhì)效果都存在由于波紋產(chǎn)生的波動趨勢；④在水平方向上，溫度都是逐漸降低的，并且在液相和氣相中，其變化梯度都先大后小的，兩相相界面附近的溫度在變化，但溫度變化速率不連續(xù)；⑤提高壁面熱通量、降低空氣相對濕度、提高空氣進口速度、增加液相進口溫度與流量