濕法紡絲制備PVDF中空纖維換熱管及其傳熱強化研究.pdf

1、以金屬管作為換熱元件的列管式換熱器是熱法海水淡化領域應用較廣的一種熱量交換設備，但其長期存在金屬腐蝕及管表面結垢問題。利用氟塑料換熱管制備的列管式塑料換熱器，因耐腐蝕、抗污染，是近年來傳熱領域研究的熱點之一，但換熱管低的導熱性能，阻礙了塑料換熱器的推廣應用。
　　針對塑料換熱管導熱系數低的問題，本文采用非溶劑致相分離法(NIPS)，通過控制紡絲液中磺化聚醚砜(SPES)固含量(WSPES)和磺化度（DSSPES），制備出具有致密層

2、/非致密層復合結構，外表面接觸角分別為49.8°±0.5°、78.1°±0.3°的PVDF/SPES中空纖維表面親水、PVDF中空纖維表面疏水換熱管。利用換熱管致密的外皮層，阻隔換熱器管程與殼程兩側流體，通過在非致密層內填充較PVDF基質具有更高導熱系數液態(tài)水的方法，提高換熱管的導熱性能。
　　本文將單根表面親水、疏水中空纖維換熱管編織，制備PVDF列管式塑料換熱器，一方面通過增加換熱管兩側流體在換熱管表面上的徑向擾動，從而強化兩

3、側流體的對流傳熱性能;另一方面，在列管式塑料換熱器殼程，構建蒸汽冷凝用親/疏水組合表面，利用組合表面上親水、疏水區(qū)域協(xié)同作用，從而強化組合表面上蒸汽冷凝傳熱。通過以上兩種途徑，及換熱管非致密層內填充水而提高其導熱性能的方法，最終實現(xiàn)PVDF列管式塑料換熱器在蒸汽冷凝過程的傳熱強化。
　　本文深入研究了中空纖維表面親水、疏水換熱管制備、結構與性能表征的方法，表面親水、疏水中空纖維換熱管編織強化蒸汽冷凝傳熱，及親/疏水組合表面強化蒸汽

4、冷凝傳熱。研究表明，較熔融拉伸法制備的結構致密的PVDF中空纖維表面疏水換熱管而言，NIPS法制備的中空纖維表面親水、表面疏水換熱管的導熱系數均提高了約2.7倍;較表面親水換熱管（非編織）而言，表面疏水換熱管（非編織）的蒸汽冷凝總傳熱系數(K)稍高些;換熱管編織可使單一的親水或疏水表面上的K值提高約（10.8±0.3）％;較單一的親水表面、疏水表面（編織）而言，構建親/疏水組合表面，可分別使K值提高（36.2±0.2）％、（27.6±0