海水淡化旋流式喷头喷淋均匀性研究
2021-02-05曹传鹏解利昕徐世昌杜亚威
天津化工 2021年1期
曹传鹏,解利昕,徐世昌,杜亚威
(1.天津大学化工学院,天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室,天津300072;2.河北工业大学化工学院,天津300130)
海水淡化技术是满足日益增长的淡水需求的解决方案之一[1]。我国部分沿海地区海水存在高污染问题,尽管多效蒸馏的能耗高于反渗透技术,仅需简单预处理的低温多效海水淡化技术依然展现出良好的应用前景。水平管降膜蒸发器(HFE),具有传热效率高、压降小、易分离蒸汽、温差小等显著优点[2]。水平管降膜的传热系数约为竖直管降膜蒸发的2 倍,而且原料在管外蒸发,易于观察测定成膜和结垢情况,在海水淡化工程中应用广泛[3]。
水平管降膜蒸发器由液体分布器、水平蒸发管、回流系统和排气通道四个关键部件组成。而位于蒸发器上方的液体分布器将进料海水喷淋到下部水平管束上,并通过水平管束与管内蒸汽进行换热。蒸发侧的传热系数与液膜分布、蒸发液物化性质、换热管尺寸、换热环境等多种因素相关[4],因此液体分布效果会影响蒸发器的性能[5]。液体分布器喷洒的液体是否均匀,将直接影响整个设备的运行效率[6]。而目前液体分布器的主要形式为喷淋管式、喷淋板式、喷嘴式液体分布器[7]。喷嘴式液体分配器在防止不溶物或垢物堵塞方面具有一定的优势[8]。一些学者对液体分布器开孔间距、开孔大小和布液高度等因素进行了实验研究[9~13],或采用数值模拟方法对内部流体流动形态进行分析[14],对分布器优化设计起到指导作用。……
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