收藏本站
《大连理工大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

横管外降膜流动与蒸发传热研究

牟兴森  
【摘要】:横管降膜蒸发技术由来已久,其所具有的传热系数高、传热温差小、可低温传热等优点使之被广泛应用在海水淡化、食品加工、制冷工程、石油冶炼和化学工程等诸多领域,尤其被多用于多效蒸发设备中。在海水淡化领域,以横管降膜蒸发为主要技术的低温多效蒸发海水淡化技术在具备了上述优点外,更加之高造水水质、换热管耐结垢、耐腐蚀且可利用电厂低品位余热等诸多优势,已然成为海水淡化厂所使用的主流技术之一。开展对横管降膜蒸发技术的研究,为设计生产更加高效的新一代海水淡化设备和其他领域横管降膜蒸发器提供了重要的技术依据和理论基础。 为了获得准确的横管降膜蒸发传热数据和机理,本文对横管降膜蒸发进行了传热实验研究、流动观测研究和数值模拟计算。本文针对横管降膜蒸发的实验和理论研究的主要内容如下: (1)本文对横管降膜蒸发传热系数的影响因素进行了实验研究。实验从流动形态和液膜流速入手,讨论了布管方式和喷淋密度对传热过程的影响,通过局部传热系数和平均传热系数的对比,探讨布管方式和喷淋密度在换热管表面的影响区域,同时定义了最优喷淋雷诺数ReC,,以用于深入剖析横管降膜流动的传热过程,探讨传热过程中各因素对传热效果的影响。本文从换热方式的不同入手,讨论了热流密度对传热系数的影响。从物性变化入手,讨论了蒸发温度和实验流体对局部传热系数和平均传热系数的影响,在实验过程中还首次发现并解释了以海水作为实验流体时,传热系数随蒸发温度变化的特殊规律,并以此表明了以非海水流体为基础的横管降膜蒸发实验结论和规律不可轻易套用于海水淡化领域中。 (2)本文对不同布管方式的液膜流动进行了观测、拍摄和对比讨论。通过对液膜流动的观测实验,细致阐述了横管降膜流动流体下落和液膜铺展的物理过程,对流型转换所需的雷诺数和影响因素进行深入探讨,并以此印证传热实验中所呈现出的流动对换热过程的影响。 (3)本文选用Navier-Stokes方程作为流体运动的控制方程,以VOF方法来追踪液膜的自由表面变化,对横管降膜流动进行了三维数值模拟。通过对比发现,本文所构建的三维模型数值模拟结果与实验结果吻合性很好,处理方法基本可行,计算结果相对可靠。而且通过对数值模拟速度分布图和液膜厚度分布图的分析,深入讨论了横管降膜流动过程和液膜铺展规律,更好的解释了传热实验中所展现出来的物理现象,使模拟结果在对实验结论的微观分析中起到了重要的作用。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TK124

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 沈涛;水平管外降膜蒸发流动与传热特性的数值模拟[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何季民;我国海水淡化事业基本情况[J];电站辅机;2002年02期
2 王小飞;何茂刚;张颖;;水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟[J];工程热物理学报;2008年08期
3 齐和发,沈吟秋;影响水平管降膜蒸发传热性能的因素[J];高校化学工程学报;1995年03期
4 解利昕,李凭力,王世昌;海水淡化技术现状及各种淡化方法评述[J];化工进展;2003年10期
5 路慧霞;马晓建;;水平管外降膜蒸发的传热实验[J];化工进展;2009年02期
6 何茂刚;王小飞;张颖;;制冷用水平管降膜蒸发器的研究进展及新技术[J];化工学报;2008年S2期
7 王世昌;;海水淡化及其对经济持续发展的作用[J];化学工业与工程;2010年02期
8 张铭;冯厚军;吕庆春;;传热管外液体流动数值模拟研究[J];化学工业与工程;2011年03期
9 陈国华,佘敬曾,郭玲,张力军;海水表面张力的研究──海水表面张力同温度和实用盐度之间的经验关系[J];海洋与湖沼;1994年03期
10 马学虎,高大志,安家明,朱晓波,陈嘉宾,邓新禄;功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究[J];热科学与技术;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王书中;水平管束降膜动力学与界面吸收性能实验研究[D];天津大学;2008年
2 杨勇;水蒸气超音速流动中的非平衡相变与激波效应[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 江波;水平管外降膜流动与传热的实验研究[D];华中科技大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许映军;王英;顾卫;姜平;陈伟斌;袁帅;;冶金工厂水资源利用的新途径[J];鞍钢技术;2010年01期
2 韩润林;拓卫宁;张龙龙;李琪琪;白学林;魏亮亮;党蕊;;荷正电壳聚糖纳滤膜的研究进展[J];安康学院学报;2012年02期
3 陈浩春;陈建秋;;光催化技术在海水淡化预处理中的应用[J];节能与环保;2009年12期
4 唐弋;张瑜;;海水淡化系统在龙湾项目的应用[J];东方电气评论;2008年03期
5 任典勇;施慧雄;;海岛风能海水淡化组合体系研究[J];海洋学研究;2009年02期
6 柴晓军;;电厂低温多效海水淡化系统优化设计[J];电力技术;2010年03期
7 李长海;张雅潇;;海水淡化技术及其应用[J];电力科技与环保;2011年01期
8 曹军瑞;赵鹏;;低温多效海水淡化工程材料的选用[J];电力勘测设计;2008年06期
9 阮国岭;;海水淡化及其在电厂中的应用[J];电力设备;2006年09期
10 张建丽;;低温多效海水淡化系统预处理工艺在黄骅电厂的应用[J];电力设备;2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解利昕;程方;李凭力;王世昌;;高回收率反渗透海水淡化工艺研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
2 高从堦;;膜分离技术与水资源和水再用[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
3 黎刚;陈侠;;膜法处理高浓度卤水实验研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 王利;;冷水机组用降膜式蒸发器研究进展综述[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
5 高从堦;;城市节水与海水淡化[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年
6 金如聪;贺小华;;制冷装置蒸发器壳程流体流动的数值模拟[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
7 刘业风;赵奎文;;潮汐能太阳能多效蒸馏海水淡化装置的实验测试[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 田晓亮;曲源;孙晖;;热泵节能技术在海水淡化中的应用[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
9 钱强;朱跃钊;廖传华;张维薇;;海水淡化中水平管降膜蒸发的研究[A];2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集[C];2008年
10 马学虎;兰忠;郝婷婷;王四芳;;万吨级低温多效蒸发海水淡化能量及经济性能模拟分析[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(下)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗尘丁;中低温太阳热能与化石能源互补系统集成及水电联产系统研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
2 司洪宇;液化天然气冷能利用过程中强化换热技术及水平管内气液两相流体激振机理的研究[D];中国海洋大学;2011年
3 张玉洁;聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究[D];天津大学;2011年
4 陈威;温室-蓄热层-采暖房系统中的传热与流动研究[D];华中科技大学;2004年
5 熊日华;露点蒸发海水淡化技术研究[D];天津大学;2004年
6 闫长海;金属热防护系统隔热材料的隔热机理及隔热效率研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 杨洛鹏;水电联产低温多效蒸发海水淡化系统的热力性能研究[D];大连理工大学;2007年
8 马空军;磷铵尾气减排与节能的清洁工艺研究[D];四川大学;2006年
9 黄瑞华;壳聚糖季铵盐/高分子复合纳滤膜的制备及其特征研究[D];中国海洋大学;2007年
10 卢彦越;反渗透膜法海水淡化过程最优化设计的研究[D];中国海洋大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘振江;集成膜技术深度处理油田采油废水研究[D];中国海洋大学;2010年
2 刘思远;基于水质保障的城乡一体化供水系统改建优化研究[D];浙江大学;2011年
3 腊人僖;聚乙烯醇/聚二甲基二乙烯氯化铵阴离子交换膜的制备与表征[D];西华大学;2011年
4 童晓凡;海水淡化多方案及联合使用的技术经济比较[D];华北电力大学(北京);2011年
5 陈颖;低温多效海水淡化技术在大型电站中的应用[D];华北电力大学(北京);2011年
6 张舒;水电联产系统汽轮机组的性能计算与分析[D];大连理工大学;2011年
7 刘红;超级活性炭电极用于电容去离子技术性能研究[D];大连理工大学;2011年
8 陈金波;水平管外降膜流动特性的数值研究[D];大连理工大学;2011年
9 李璐;低温多效海水淡化过程预处理优化设计与实验研究[D];大连理工大学;2011年
10 龚路远;横管降膜蒸发器传热实验研究[D];大连理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王小飞;何茂刚;张颖;;水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟[J];工程热物理学报;2008年08期
2 齐和发,沈吟秋;影响水平管降膜蒸发传热性能的因素[J];高校化学工程学报;1995年03期
3 沈胜强;梁刚涛;刘晓华;牟兴森;刘瑞;;水平管降膜蒸发器传热特性研究[J];工程热物理学报;2012年08期
4 齐鲁山;马虎根;李长生;罗忠;;水平管外降膜蒸发传热性能实验研究[J];上海理工大学学报;2010年01期
5 路慧霞;马晓建;;水平管降膜蒸发传热的实验研究进展[J];化工机械;2008年02期
6 许莉,王世昌,王宇新,凌毅;水平管外壁液膜流动状态及其对传热的影响[J];化工学报;2002年06期
7 何茂刚;王小飞;张颖;;制冷用水平管降膜蒸发器的研究进展及新技术[J];化工学报;2008年S2期
8 沈胜强;梁刚涛;龚路远;牟兴森;刘瑞;刘晓华;;水平管降膜蒸发器传热系数空间分布[J];化工学报;2011年12期
9 王世昌;;海水淡化及其对经济持续发展的作用[J];化学工业与工程;2010年02期
10 牟兴森;杨勇;沈胜强;;海水淡化中降膜蒸发过程的实验研究[J];热科学与技术;2011年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 龚路远;横管降膜蒸发器传热实验研究[D];大连理工大学;2011年
2 孙会朋;水平管降膜蒸发器液体分布装置与蒸发传热性能的实验研究[D];河北工业大学;2007年
3 任显龙;横管降膜蒸发传热实验研究[D];大连理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈嘉宾,蔡振业,林纪方;多孔表面池式沸腾传热的研究[J];大连工学院学报;1984年01期
2 谢家泽,陈志恺;中国水资源[J];地理学报;1990年02期
3 叶学民;李春曦;阎维平;;剪切层流蒸发液膜的传热特性[J];动力工程;2007年06期
4 王铁军,吴昊,刘向农,唐景春;蒸发式冷凝器经济技术分析[J];低温与超导;2003年02期
5 张光斗;面临21世纪的中国水资源问题[J];地球科学进展;1999年01期
6 彭岚,刘朝,曾丹苓;利用密度涨落确定均质核化中流体的极限温度[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年01期
7 肖艳,曾丹苓;汽液两相介质中的音速分析[J];福建师范大学学报(自然科学版);2002年03期
8 彭岚,刘朝,杨启容,曾丹苓;均质凝结中蒸汽的极限过冷度[J];工程热物理学报;2000年06期
9 张冬阳,蒋洪德,刘建军;考虑若干影响的一元蒸汽凝结流数值解[J];工程热物理学报;2001年S1期
10 陈红梅,李亮,丰镇平,李国君;一维喷管中湿蒸汽非均质凝结流动的研究[J];工程热物理学报;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 钱强;朱跃钊;廖传华;张维薇;;海水淡化中水平管降膜蒸发的研究[A];2008中国水处理技术研讨会暨第28届年会论文集[C];2008年
2 王长庆;陆震;;水平管簇外溴化锂水溶液膜状布液的降膜流动研究[A];上海市制冷学会一九九九年学术年会论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张冬阳;非平衡态湿蒸汽流动快速准确数值模拟方法研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2002年
2 肖志祥;复杂流动Navier-Stokes方程数值模拟及湍流模型应用研究[D];西北工业大学;2003年
3 孙贺江;新型循环直燃机性能研究[D];天津大学;2004年
4 王美利;高速膨胀流动中的非平衡凝结及其对流场影响的研究[D];中国科学技术大学;2006年
5 齐晓霓;无填料冷却塔的理论与实验研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王智;自发凝结湿蒸汽两相流动数值模拟[D];华北电力大学(河北);2004年
2 唐清华;节水型蒸发式空冷器有关参数的优化研究[D];武汉理工大学;2005年
3 范延品;水平管降膜蒸发实验研究[D];大连理工大学;2006年
4 杜亮坡;水平管外降膜蒸发传热性能的实验研究[D];河北工业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王强,郑宏飞,厉彦忠;横管降膜蒸发太阳能海水淡化装置的性能分析[J];太阳能学报;2003年03期
2 郭艳贞;土耳其Sugz电厂海水淡化介绍和分析[J];山东电力技术;2005年03期
3 ;简讯[J];水利科技;2005年03期
4 刘炎迅;;抉择天津:调水还是淡化?[J];中国新闻周刊;2009年38期
5 ;2008亚太海水淡化与水再利用会议将在青岛召开[J];中国建设信息(水工业市场);2008年04期
6 张登义,王曙光;向海水要淡水[J];建设科技;2003年06期
7 弹子;;名词解释[J];水处理技术;1983年01期
8 关景林;;海水淡化今昔[J];水利天地;1988年06期
9 ;用风力驱动的海水淡化装置[J];海河水利;1996年01期
10 ;东丽获得沙特阿拉伯大型海水淡化项目反渗透膜订单[J];中国建设信息(水工业市场);2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩买良;;热力发电与海水淡化一体化技术应用[A];2011(第五届)水业高级技术论坛论文集[C];2011年
2 付秉恒;孙文哲;翟少斌;张立华;;空调与海水淡化联合运行方案研究[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
3 刘家沂;;从财政扶持的角度论促进我国海水淡化产业发展的相关建议[A];第十三届中国科协年会第6分会场-绿色经济与沿海城市可持续发展战略研讨会论文集[C];2011年
4 侯纯扬;;海水淡化与综合利用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
5 王世昌;周清;王志;;海水淡化与反渗透技术的发展形势[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
6 喻志广;祁影霞;刘业凤;张华;;水合物法海水淡化试验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
7 张欣欣;姜泽毅;;炼铁及其原料的节能减排工艺技术[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年
8 赏国锋;沈国清;;海水淡化膜蒸馏装置传热表面的处理[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
9 陈益棠;陈雷;;高回收率反渗透-纳滤海水淡化成本[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
10 刘家沂;;论推进我国海水利用产业发展的立法思路和法制保障措施[A];2011中国可持续发展论坛2011年专刊(一)[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李若馨;青岛碱业合资建设海水淡化项目[N];中国证券报;2009年
2 本报记者 彭友;青岛碱业参建海水淡化公司[N];上海证券报;2009年
3 通讯员 会平 立奎 记者 李斌;曹妃甸建海水淡化项目年可节水1000万m~(3)[N];河北日报;2011年
4 本报记者 崔鲸涛;加快规划建设北方海水淡化基地[N];中国海洋报;2011年
5 蔡洁 章高航;国内最大海水淡化产业基地在杭州奠基[N];中国海洋报;2011年
6 记者 张璐;本市海水淡化全国示范[N];天津日报;2011年
7 本报记者 江宜航;海水淡化利用应升至国家战略高度[N];中国经济时报;2011年
8 国家开发投资公司董事长、党组书记 王会生;海水淡化是解决水资源短缺的有效途径[N];人民日报;2011年
9 记者 张维维;海水淡化量占全国41%[N];滨海时报;2011年
10 本报记者 杨萌;“十二五”海水淡化产能将扩逾3倍 有望撬动百亿元资产[N];证券日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牟兴森;横管外降膜流动与蒸发传热研究[D];大连理工大学;2013年
2 陈金增;船舶海水淡化及节能技术研究[D];华中科技大学;2010年
3 蔺智泉;海水淡化对海洋环境影响的研究[D];中国海洋大学;2012年
4 焦冬生;机械压汽蒸馏技术的实验应用与仿真研究[D];中国科学技术大学;2012年
5 伍联营;基于遗传算法的海水淡化及其集成系统优化设计研究[D];中国海洋大学;2012年
6 徐明奇;潮流能直驱式海水淡化装置技术及仿真研究[D];东北师范大学;2013年
7 吴现力;公用工程和工艺过程综合优化的研究[D];中国海洋大学;2013年
8 朱丽;实现太阳能烟囱经济综合利用海水的系统性研究[D];天津大学;2005年
9 翟江;海水淡化高压轴向柱塞泵的关键技术研究[D];浙江大学;2012年
10 朱爱梅;露点蒸发淡化过程中含高分率不凝气的蒸汽冷凝传热研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘畅;太阳能海水淡化装置性能研究[D];大连理工大学;2013年
2 崔夏菁;太阳能海水淡化系统运行特性研究[D];大连理工大学;2012年
3 王铁柱;低温多效太阳能海水淡化装置的实验研究[D];广西大学;2013年
4 巨星;河北省发展海水淡化循环经济研究[D];燕山大学;2010年
5 尹翠芳;海水淡化浓缩水排放数值模拟研究[D];南京理工大学;2010年
6 马乐;太阳能海水淡化装置的研究[D];长安大学;2010年
7 韩强;界面渐进冷冻系统在海水淡化中的应用[D];青岛大学;2010年
8 李长胜;一种用于海水淡化的新型热泵装置[D];中国石油大学;2010年
9 童晓凡;海水淡化多方案及联合使用的技术经济比较[D];华北电力大学(北京);2011年
10 王慧朝;基于产业集群的秦皇岛海水淡化装备制造业发展研究[D];燕山大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026