水平管外降膜的厚度測量及傳熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、水平管外降膜蒸發(fā)技術(shù)是一種高效節(jié)水的技術(shù),研究管外降膜的厚度分布和傳熱效率對這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和推廣具有重要意義。本文以降膜蒸發(fā)傳熱為背景,搭建了水平管外降膜實(shí)驗(yàn)臺,既可進(jìn)行管外降膜厚度的測量,也可進(jìn)行管外降膜與管內(nèi)熱流體間的傳熱實(shí)驗(yàn)。
　　采用攝像測量和數(shù)字圖像處理技術(shù),研究了8種管徑(12~57mm)、5種噴淋密度(0.1~0.3kg/(m·s))條件下,水平管外9個環(huán)向角(30~150°)處水膜連續(xù)流動5秒內(nèi)的水膜厚度。分析了管

2、外液膜厚度隨管徑、管外噴淋密度、環(huán)向角等3個因素的變化規(guī)律。結(jié)果表明,管徑越大,水膜越厚;噴淋密度越大,水膜越厚;隨環(huán)向角的增大,水膜先由厚變薄,再由薄變厚。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到了降膜厚度與管徑、噴淋密度及環(huán)向角的關(guān)系式,回歸相關(guān)系數(shù)為0.975。深入分析回歸所得關(guān)系式,得到了管外水膜最薄處環(huán)向角隨管徑和噴淋密度的變化規(guī)律,即水膜最薄處環(huán)向角隨管徑的增大而增大,隨噴淋密度的增大而減小。
　　在研究降膜厚度的基礎(chǔ)上,分別在7種

3、管徑(12~45mm)、5種噴淋密度(0.1~0.3kg/(m·s))、5種熱水進(jìn)口溫度(50~70℃)條件下,對管內(nèi)熱水出口溫度和噴淋水進(jìn)出口溫度進(jìn)行了測量,并算得不同管徑、不同噴淋密度及不同熱水進(jìn)口溫度條件下的管外降膜傳熱系數(shù)。分析表明,管外降膜傳熱系數(shù)隨管徑的增大而減小;隨噴淋密度的增大,傳熱系數(shù)先增大,后減小。
　　本研究中使用的管徑基本涵蓋了工業(yè)換熱常用的管徑范圍,噴淋密度基本涵蓋了降膜蒸發(fā)常用的范圍,研究得出的變化規(guī)律