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倾斜降膜蒸发特性实验研究

2013-09-21倪明江朱伟军王锡辉岑可法

动力工程学报 2013年7期

倪明江, 王 菲, 肖 刚, 朱伟军, 王锡辉, 岑可法

(浙江大学 热能工程研究所,能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027)

符号说明:

cp——比定压热容,kJ/(kg·K)

d——冷凝面与吸热面的间距,m

g——重力加速度,m/s2

hc——吸热面与冷凝面间的对流传热系数,W/(m2·K)

he——吸热面与冷凝面间的蒸发传热系数,W/(m2·K)

hfg——水的汽化潜热,kJ/kg

k——湿空气的导热系数,W/(m·K)

m——单位长度液膜质量流量,kg/(h·m)

mc——单位长度冷却水质量流量,kg/(h·m)

me——蒸馏器产水速率,kg/(h·m2)

me,Exp——实际产水速率,kg/(h·m2)

min——单位长度给水质量流量,kg/(h·m)

Nu——努塞尔数

pg——冷凝面附近水蒸气的饱和分压力,Pa

Pr——普朗特数

pw——吸热面附近水蒸气的饱和分压力,Pa

qf——单位面积的热流密度,W/m2

Tg——冷凝面的温度,K

To——给水温度,K

Tw——液膜温度,K

ΔT——液膜与冷凝面的温差,K

α——倾斜角度,(°)

αv——体膨系数

μ——湿空气的动力黏度,N/(s·m2)

ρ——湿空气的密度,kg/m3

Gr——格拉晓夫数

qc——液膜与冷凝面的对流热流密度,W/m2

qe——液膜与冷凝面的蒸发热流密度,W/m2

qr——液膜与冷凝面的辐射热流密度,W/m2

盘式太阳能蒸馏器主要由吸热底盘和透明的倾斜玻璃面组成,由于其结构简单、操作方便、成本低和维护容易,因此在电力匮乏及干旱等特定地区的运用非常广泛.太阳能蒸馏器最重要的性能参数是生产淡水的能力.长久以来,很多学者研究了不同因素对盘式太阳能蒸馏器产水量的影响,其中,Dunkle[1]、Kumar等[2]和 Elasfty等[3]提 出 理 论 和经验关联式,描述了盘式蒸馏器中发生的传热传质过程,同时预测了其产水速率.其中,Dunkle根据式(1)提出了经验关联式.

式中:C和n为常数.

通过对上式进行修正,Dunkle提出了盘式太阳能蒸馏器内部发生的对流传热的关联式.该关联式适用条件为:蒸馏器的吸热面和冷凝面相互平行且两者的平均运行温度在323K以下,同时两者的运行温度都是均匀的;……

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