薄膜蒸發(fā)器傳熱性能分析與實驗研究.pdf

1、薄膜蒸發(fā)器是利用旋轉(zhuǎn)的刮板將料液分散成均勻的薄膜,以進行物料濃縮的一種新型高效蒸發(fā)設(shè)備,它特別適用于熱敏性、高沸點和高粘度物料的濃縮.由于沸騰傳熱及刮板刮擦成膜的復(fù)雜性,目前用于薄膜蒸發(fā)器設(shè)計計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)仍顯不足.如何準(zhǔn)確獲得薄膜蒸發(fā)器內(nèi)液膜的速度分布、溫度分布和濃度分布是值得研究的課題.本文在南京工業(yè)大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計所自行研制的0.4m<'2>薄膜蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上,運用數(shù)值計算和實驗研究的方法,分析探討了薄膜蒸發(fā)器內(nèi)不同料液的傳熱性能

2、.本文的主要工作和研究結(jié)果如下:1)應(yīng)用大型CFD軟件CFX4.4計算分析了各工藝操作參數(shù)(進料量、進料溫度、刮板轉(zhuǎn)速等)對薄膜蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)段長度和膜內(nèi)給熱系數(shù)的影響及重要度.計算結(jié)果表明,不同操作條件下均存在使膜內(nèi)給熱系數(shù)達到最大值的同一最佳流量.通過對流場的分析,定量地得到了圈形波內(nèi)橫截面速度與傳熱系數(shù)的關(guān)系,將流場和傳熱過程聯(lián)系起來,為進一步研究薄膜蒸發(fā)器內(nèi)流體流動和傳熱機理奠定基礎(chǔ).計算分析還得到了水的傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式.2)應(yīng)用C

3、FX4.4軟件計算分析了不同物理性質(zhì)(不同粘度、不同密度等)物料在各工藝操作參數(shù)下(進料量、刮板轉(zhuǎn)速等)的傳熱性能,得到了物理性質(zhì)對膜內(nèi)給熱系數(shù)的影響關(guān)系.本文針對高粘度物料提出了一種物料膜厚計算方法.3)對新研制安裝的0.4m<'2>薄膜蒸發(fā)器系統(tǒng)進行調(diào)試.通過對水的蒸發(fā)性能實驗,得到了在不同工藝操作參數(shù)(進料量、進料溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、導(dǎo)熱油溫度和操作真空度等)下薄膜蒸發(fā)器總傳熱系數(shù)K和蒸發(fā)強度的變化曲線.實驗結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn),存在最佳進料