刮板蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)對流體傳熱性能的影響

刮板蒸發(fā)器的流體流動(dòng)被視為刮板引起的切向流動(dòng)和重力引起的軸向流動(dòng)的合成，國內(nèi)外對刮板蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)和蒸發(fā)效率進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究,并從結(jié)構(gòu)和操作工藝上進(jìn)行了優(yōu)化。

1、液膜流態(tài)可分為3個(gè)區(qū)域:

①刮板前緣液體產(chǎn)生

旋轉(zhuǎn)作用形成的渦旋圈形波,此部分流體呈螺旋狀向下流動(dòng)。

②刮板后緣附近形成的紊流液膜。

③紊流液膜與下一個(gè)圈形波之間由于刮板作用的消失而形成的層流液膜。

2、傳熱計(jì)算條件：

①圈形波和薄膜流體的入口給定初始軸向速度。

②固體壁面邊界條件為無滑移固體壁面。

③自由表面處無剪切力。

④在固體表面處加以恒定的熱流率。

⑤入口溫度為定值。

⑥假設(shè)流體不可壓縮。

⑦加熱段內(nèi),假設(shè)液相流體的物理特性不變。

3、影響蒸發(fā)效果的參數(shù)：

(1)加熱段內(nèi)液膜傳熱系數(shù)將薄膜蒸發(fā)器筒體內(nèi)壁視為足夠薄,在無限薄的筒體內(nèi)壁施加一個(gè)固定的熱流,與蒸發(fā)器內(nèi)料液進(jìn)行對流傳熱。

(2)有效蒸發(fā)面積及蒸發(fā)段長度在薄膜蒸發(fā)器內(nèi)部,料液從進(jìn)口到出口經(jīng)歷了加熱至沸點(diǎn)和蒸發(fā)濃縮兩個(gè)部分,有效蒸發(fā)面積即用于蒸發(fā)濃縮的蒸發(fā)面積,蒸發(fā)段長度即為料液進(jìn)行相變蒸發(fā)的那一段筒體長度。在相同長徑比的情況下,在保證料液濃度及產(chǎn)量條件下,蒸發(fā)段越長,則筒壁的有效蒸發(fā)面積越大,蒸發(fā)效率也相應(yīng)地提高。在相同傳熱面積的條件下,有效蒸發(fā)面積和蒸發(fā)段長度也是判斷蒸發(fā)效果的因素之一。

隨著料液在設(shè)備內(nèi)的平均停留時(shí)間增加在一定程度上也會(huì)提高蒸發(fā)的強(qiáng)度，但在料液粘度高時(shí),過多的刮板數(shù)會(huì)使刮板前的前鋒波延伸到拖曳渦流,反而使傳熱系數(shù)有所下降。