魏世超，黄群武，蒋丽红，王一平，付海玲

(天津大学化工学院，天津 300072)

直接接触式换热器具有腐蚀小、不结垢、换热效率高、传热温差小、压降小和投资费用低等优点，因此具有广泛的应用前景[1-3]。由于直接接触式换热过程的复杂性，目前对于直接接触换热器的设计远不如间壁式换热器那样完善。鼓泡塔式直接接触换热器是最简单、常用的结构型式，主要用于蒸发过程，对其研究也比较多[4-8]。Siqueiros等[9]研究了1.9 m鼓泡塔中戊烷-水直接接触式蒸发换热过程，在分散相与连续相流速比为0.035～0.110时，体积换热系数仅为0～9 kW/(m3·K)。Celata等[10]进行了R114在水中直接接触式蒸发实验，发现温差在10 K下体积换热系数变化范围为0～100 kW/(m3·K)。另外， Boehm[11]发现鼓泡塔内存在液滴尾流，并随着汽化的进行易出现返混等阻碍换热的因素，板式塔和填料塔也可作为直接接触换热器，并认为可以改善鼓泡塔的不足。但是目前填料塔的研究主要集中在冷凝方面或者烟气与液体换热方面。Li等[12]研究了直接接触式冷凝器中水蒸气-空气/汽体冷凝过程温度、湿度和冷凝率的变化，并建立了一维模型进行比较。Alnaimat等[13]建立了瞬态一维守恒方程来分析直接接触式蒸发器和冷凝器中的水-空气/汽体的传热和传质过程，并预测了温度和湿度等参数的变化。本研究重点从宏观方面系统地考察填料的强化性能，并研究塔中不同参数对体积换热系数与汽化高度的影响。

本研究以正戊烷-水为物系，采取并流操作，研究填料强化后鼓泡塔直接接触式蒸发换热性能，并考察了分散相流量、温差和分布器孔径对汽化高度和体积换热系数的影响。……