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雜性,目前用于薄膜蒸發(fā)器設計計算的基礎數(shù)據(jù)仍顯不足.如何準確獲得薄膜蒸發(fā)器內液膜的速度分布、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)大學化工設備設計所自行研制的0.4m<'2>薄膜蒸發(fā)器的基礎上,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)器內不同料液的傳熱性能

2、.本文的主要工作和研究結果如下:1)應用大型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、刮板轉速等)對薄膜蒸發(fā)器內蒸發(fā)段長度和膜內給熱系數(shù)的影響及重要度.計算結果表明,不同操作條件下均存在使膜內給熱系數(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橫截面速度與傳熱系數(shù)的關系,將流場和傳熱過程聯(lián)系起來,為進一步研究薄膜蒸發(fā)器內流體流動和傳熱機理奠定基礎.計算分析還得到了水的傳熱準數(shù)關聯(lián)式.2)應用C

3、FX4.4軟件計算分析了不同物理性質(不同粘度、不同密度等)物料在各工藝操作參數(shù)下(進料量、刮板轉速等)的傳熱性能,得到了物理性質對膜內給熱系數(shù)的影響關系.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、轉子轉速、導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.實驗結果同樣發(fā)現(xiàn),存在最佳進料