液體在螺旋槽管壁面液膜形成及傳熱特性的研究.pdf

1、吸收器等換熱設(shè)備常常借助薄液膜來實現(xiàn)熱量和質(zhì)量的交換，而螺旋槽管表面液膜蒸發(fā)因為具有成本較低、傳熱溫差小、傳熱效率高、低溫傳熱性能優(yōu)良等優(yōu)點，在制冷、低溫多效海水淡化、食品加工、石油化工等行業(yè)得到非常廣泛的應(yīng)用。本文用數(shù)值計算和試驗研究的方法探索了螺旋槽管壁面降膜和升膜的流動及換熱特性，力求為高效傳熱傳質(zhì)元件的工程應(yīng)用奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。 本文研究了豎直螺旋槽管和水平螺旋槽管壁面降膜、水平螺旋槽管壁面升膜的形成，對降液膜內(nèi)的溫度

2、場、換熱特性及二元混合液體升膜的特性進行了首次探索。在已有數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對降液膜內(nèi)的速度分布和液膜厚度分布進行數(shù)值模擬分析，并在一定假設(shè)的基礎(chǔ)上對能量方程進行數(shù)值求解，以確定液膜內(nèi)溫度場的分布及換熱特性的變化情況。在理論求解的基礎(chǔ)上做了大量試驗，對螺旋槽管壁面降膜的液膜厚度、管壁溫度、液膜內(nèi)溫度分布進行測試。另外，又對二元溶液在水平螺旋槽管壁面升膜時，熱流密度、溶液組分濃度對升膜速度場、液膜表面溫度場、傳熱特性的影響進行研究。最后對

3、螺旋槽管壁面三種成膜方式進行了對比性分析。 通過研究發(fā)現(xiàn)螺旋槽管壁面降液膜內(nèi)從液膜內(nèi)部至表面速度不斷增大，沿著槽道橫截面方向速度的變化受間斷點的影響較大，對于橫管沿著螺旋線方向速度不斷增大，而豎管開始增大然后變化很小。液膜厚度分布隨液膜形成方式的不同而不同，但都在間斷點達到極值。在液膜厚度方向溫度非直線型下降，隨著液膜向下發(fā)展，液膜內(nèi)的平均溫度不斷升高，而換熱系數(shù)降低。二元溶液在水平螺旋槽管壁面升膜時，熱流密度越大，升膜的速度越