MVR蒸发器管内沸腾传热传质数值模拟

建立了MVR升膜循环蒸发器管内沸腾蒸发传热传质三维物理模型,采用标准k-ε湍流模型、多相流混合模型和C语言编写气液两相之间质量传递和能量传递的自定义函数,对光管和波纹管内氨基酸废水溶液的沸腾蒸发传热传质特性进行了数值模拟研究,得到了光管和波纹管内湍流强度、温度场、相变含气率和平均沸腾传热系数的分布规律,比较了光管和波纹管内流体的流动和传热传质特性,分析了不同管壁加热温度和进口流速对沸腾传热性能的影响。结果表明,采用MVR升膜循环蒸发器可以实现氨基酸废水溶液的低温负压沸腾蒸发操作,传热管的结构对流体的流动和传热传质有影响,波纹管与光管相比可使平均沸腾传热系数提高2.2倍。     

空调用金属填料表面传热传质过程的数值分析

建立了填料塔的二维传热传质模型,考虑了因水蒸发或凝结而引起的水的质量变化和空气的质量变化.利用实验数据回归得到的传热系数和传质系数.用差分法求得了更接近实际的数值解.实验研究证明使用这个改进的方法,使得模型的数值解与实验结果吻合得较好.数值分析结果描述了金属填料内部空气的湿球温度场和填料表面水膜的温度场,有助于研究金属填料表面传热传质性能,为金属填料用于空调机组中的设计提供了计算方法,可以给出满足工程精度要求的设计依据.     

规整填料和散堆填料传质性能比较

通过对苯 -甲苯精馏传质系数的计算 ,比较了规整填料 ( 2 5 0 Y)和散堆填料 ( 5 0 #鲍尔环 )的传质性能。结果表明 ,规整填料的传质性能优于散堆填料。这一优势主要得益于前者的比表面积远大于后者。若以传质系数 k L、k G来比较 ,新型散堆填料要强于规整填料。如何提高规整填料单位面积的传质强度是新型规整填料发展的重要方向     

金属孔板波纹填料的传质计算

针对目前在推广应用规整填料Ｍｅｌａｐａｋ时很少进行传质计算的缺陷,根据文献报道,对其传质计算进行综述,并给出计算示例,这对合理应用规整填料具有积极的作用。     

乙醇溶液液滴降压蒸发过程传热传质特性

针对单个乙醇溶液液滴在降压环境下蒸发的传热传质过程建立了数学模型。模型基于液相的能量守恒和 传质扩散理论,利用经典拓展模型计算液滴的质量蒸发率,并引入活度系数考虑液滴表面的蒸气分压。采用液 滴悬挂法进行实验,分别记录了乙醇溶液液滴和乙酸溶液液滴在降压蒸发过程中的液滴内温度变化。将实验数 据与计算结果对比,验证了模型的有效性。通过模型计算获得了液滴内部温度分布以及浓度分布随时间的变化。 结果表明:快速降压阶段空气流动较快,加之乙醇工质易挥发,液滴表面温度下降迅速,液滴内部温差和乙醇 浓度梯度较大;压力稳定后,空气流速为零,液滴内部温差和乙醇浓度梯度逐渐减小。由于液滴内部的热扩散 速率大于传质扩散系数,内部温度随时间的变化比浓度随时间的变化更快。     

新型板网填料传质性能的研究

在５００ｍ ｍ 冷模实验塔内对２５０ Ｙ 型填料进行氧解吸试验,结果表明三层板网复合填料的分离效率明显高于单层板网填料,尤其在液气比低的工况下,效率可以倍增,和广泛应用的金属 Ｍｅｌｌａｐａｃ填料相比,板网复合填料的分离效率能高３０％ 左右。     

规整填料在加压精馏中的传质性能

高压精馏是现代过程工业中十分重要的分离过程 ,例如炼油工业中轻烃的分离 ,石油化工中乙烯、丙烯等低碳烃类的分离 ,都是经过高压精馏完成的 .高压精馏效率一般较在常压下有所降低 ,其中填料塔较板式塔下降更明显 ,故通常认为采用板式塔比较好 .但规整填料由于其大通量、低压降等优点 ,已经开始涉及高压领域 ,因此对规整填料在高压下的性能需进行测定和研究 .目前 ,对规整填料在高压下传质性能的研究 ,国外ＦＲＩ[1] 近年已开始进行 ,但其实验数据较少 ,在国内目前还属空白 .本文在国家重点精馏分离实验室高压热模精馏实验塔上进行了一系列…     

新型填料结构旋转床传质特性

以CO2-NaOH溶液为工作介质,研究了填料特性、超重力因子、气体流量和液体流量等对不同填料结构旋转床传质特性的影响.结果表明:体积传质系数随液体流量、超重力因子和气体流量的增加而增大;对比六种填料结构的综合性能,不锈钢多孔波纹板和塑料多孔板填料结构较优;在相近的操作条件下,不锈钢多孔波纹板的体积传质系数比文献丝网错流旋转床高0.95～2.10倍、与逆流旋转床相当,比传统气液传质设备高1～2个数量级.对实验数据进行回归分析得出了体积传质系数的关联式,其平均误差小于10%.     

规整填料传质性能计算的研究进展

综述了规整填料传质性能的计算方法和模型,并对这些模型的理论基础和适用条件进行了分析和比较。归纳了近年来对于传统规整填料传质模型的修正和扩展,并对影响传质性能的有效比表面积的经验关联式进行了讨论,指出了规整填料传质性能研究方面进一步的探索方向和应改进的若干问题。     

规整填料表面点传质的可视化研究

采用显色化学反应的流体可视化方法研究规整填料表面上的点传质效果。并且用高精度彩色扫描仪进行后处理,把颜色值转化为数字值。通过风洞的标定特性来建立数字值和点传质量之间的关系,进而得到填料表面的点传质系数。由填料表面点传质系数的三维分布图,可清晰地看到在每两片填料交叉形成的任一传质单元当中,存在3个传质高峰。     

双层配碳烧结过程的传热传质分析

为了研究双层配碳下的铁矿石烧结过程及其节能效益,建立了铁矿石烧结过程的二维非稳态数学模型。模型基于多孔介质理论,考虑了烧结过程中的主要物理变化和化学反应,以烧结杯为求解对象,利用FLUENT软件及C语言自定义编程对烧结过程进行了数值模拟,并利用烧结杯实验数据对模型进行了验证。通过对常规均匀配碳和双层非均匀配碳烧结的传热传质过程进行仿真计算,分析了两种烧结方式下床层温度和物料熔化分数分布,并通过熔化分数对烧结矿成品率进行判定。研究结果表明：在不改变整个床层配碳量的条件下,相对于单层均匀配碳,双层配碳条件下热效率更高,床层温度和物料熔化分数沿料层高度分布更加均匀;上下层物料配碳分别为5%和3.4%且料层厚度相同时,烧结成品率提高10%;降低上层高配碳区料层厚度,即当上下层厚度比为5：9,配碳为5%和3.756%时,成品率能够进一步提高。     

蒸发器换热过程对ORC系统混合工质选择和运行工况的影响

在有机朗肯循环（ORC）系统其他部件的效率均相同的条件下，蒸发器的换热量越大，不可逆损失越小，系统的做功潜力就越大。由于混合工质的相变温度滑移与热源的温度变化具有较好的“匹配性”，采用混合工质为循环工质，并使用流耗散率来描述混合工质与热源流体换热过程中的不可逆损失。结合 T-Q 图来分析蒸发器中混合工质与热源流体换热过程，发现混合工质与热源流体换热曲线围成的面积为流耗散率，并且分别得出了蒸发器换热量最大与不可逆损失最小的条件，以此指导系统最佳混合工质和运行条件的选择。针对确定的热源条件，在蒸发器换热量达到最大的条件下，以不可逆损失最小为目标，建立了基于蒸发器性能的系统最佳混合工质和运行条件的选择方法。采用参考文献中热源条件，筛选出最佳混合工质为R600a/R134a(0.2/0.8)，在最佳蒸发器出口温度为365.75 K的运行条件下，换热量是文献中最佳混合工质的3.3倍，在系统其他部件的参数选择均相同的条件下，系统的净输出功率是文献中最佳混合工质的2.4倍。     

溶液再生器传热传质过程的数值模拟

根据湿空气和溶液热质交换的基本理论,建立了叉流溶液再生器的传热传质数学模型,并将该模型简化,得出空气和溶液的质量、能量控制方程。根据数值求解的方法,对方程进行离散简化,利用Matlab语言编程模拟计算。将模拟结果和实验结果进行了比较,结果表明本模型可靠。     

膜过程中热质耦合传递分析

研究了透过致密无孔膜的传热传质过程,考察了传热传质的相互作用,建立了膜过程中热质耦合传递的数学模型,并以湿空气透过薄膜分离过程为例,分析了温差及浓度差的变化对传热传质过程的影响,发现温差及浓度差的变化会引起热阻及湿阻的变化,从而进一步影响热流量和传质通量,所以对传热传质过程有加成作用。     

具有质热源的方腔内对流传热传质及其非线性特性

以火灾为背景,对一个带有质热源的方腔进行了研究。针对不同Ra,浮升力比Nc,S_r和D_f,探讨了腔内流体的传热传质规律及其非线性特性。结果表明,存在临界R{a}_{\mathrm{c}}使流体流动由导热驱动流动转变为对流驱动流动,随着Ra增大质热源表面传热传质强度增加,流体由稳态流动转为振荡流动。当Nc>-1时,对流传热系数和对流传质系数增大,流体由稳态转化为倍周期振荡,最后转化为混沌。增大S_r和D_f可增强传热传质能力。     

新型垂直板规整填料流体力学及传质性能

采用氧解吸实验,在直径190 mm的有机玻璃塔内,液相喷淋密度10～38 m³·m^-2·h^-1,F因子0.2～3.2 m·s^-1·（kg·m^-3）^0.5的实验条件下测定了一种新型垂直板规整填料的流体力学及传质性能。实验结果表明：垂直板填料的操作压降及传质性能均显著优于商业波纹填料。通过与几种经改进的250型波纹填料相比发现,两者泛点F因子整体上相当;在较高液体喷淋密度下,垂直板填料传质性能及压降均高于改进250型波纹填料;在低喷淋密度下,垂直板填料可实现压降低于改进250型波纹填料,而两者传质性能相当。此外,对填料结构改进对其性能的影响进行了单因素考察。     

Lumped heat and mass transfer coefficient for simulation of a pressure swing adsorption process

The practical implications of replacing various individual transport resistances such as gas-solid mass and heat transfer, and gas phase axial dispersions of mass and heat in a numerical model of a pressure swing adsorption (PSA) process by a single, empirical, lumped, effective mass transport coefficient were evaluated. A non-isothermal, adiabatic, four-step Skarstrom-like PSA process for production of pure helium from a binary helium-nitrogen mixture using 5A zeolite adsorbent was considered. It was found that the above-described model simplification was adequate to describe key process performances such as the bed size factor and the product recovery vis-a-vis a detailed model where the effects of all individual resistances were explicitly included.     

烧结床层的热质分析

基于烧结生产的复杂物理化学过程,建立了烧结床层传热、传质和流动的二维非稳态数学模型,考虑了孔隙率、物料颗粒当量直径等床层结构影响参数的变化,并对气固传热系数进行了修正。通过数值计算,获得了烧结床层的温度场、结构变化和烟气的流场、温度场、浓度场等。烟气出口温度、床层总压降与生产实测值吻合较好,验证了数学模型的正确性。进一步分析了燃料配比、风量和给料温度等操作参数对烧结过程的影响。研究结果表明：燃烧带的厚度、最高温度随着烧结过程的进行而逐渐增加。床层孔隙率、颗粒当量直径的变化主要发生在燃烧带的熔融、冷凝阶段。料层压损最大的是燃烧熔融层,其次是混合料带,最小的是烧结矿层。增加焦粉含量、提高烧结混合料的初温,有利于提高成矿质量;风量过大时,会造成成矿质量下降、生产成本提高。