蒸發(fā)設(shè)備防垢及多相流防垢技術(shù)在蒸發(fā)中的應(yīng)用-在線瀏覽
2025-03-22 02:22本頁(yè)面
【正文】 又可起到催化劑作用，有利于其他結(jié)垢過(guò)程；另一方面腐蝕后增加了金屬表面的粗糙度，有利于沉積結(jié)垢并增強(qiáng)了壁面的晶核附著能力。 常見(jiàn)防垢蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) （ 1）列文蒸發(fā)器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是加熱室上端設(shè)置一段高度為~5m的圓筒作為沸騰室，因此加熱管內(nèi)溶液較一般蒸發(fā)器內(nèi)多承受一段液柱靜壓力，溶液只有上升到壓強(qiáng)較低的蒸發(fā)室內(nèi)才能沸騰汽化，這樣可以避免溶液在加熱管中結(jié)垢或析出晶體。~3m/s，傳熱效果好，加熱管內(nèi)不會(huì)有晶體堵塞，故適用于處理有晶體析出或易結(jié)垢的溶液。~8m），故這種蒸發(fā)器要求廠房高，同時(shí)消耗材料較多。 （ 2）強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器在強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器中，液體在加熱管內(nèi)的循環(huán)流速通常在 ~（當(dāng)懸浮液中晶粒多，所用管材硬度低，液體粘度較大時(shí)，選用低值），過(guò)高的流速將耗費(fèi)過(guò)多的能量，且增加系統(tǒng)磨損。后者的設(shè)備總高較小，但管子不易清洗，且容易被晶粒磨損。 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)大、抗鹽析、抗結(jié)垢、適用性能好、易于清洗。 （ 3）反循環(huán)蒸發(fā)器 這種蒸發(fā)器的加熱管較長(zhǎng)，其長(zhǎng)徑之比為 50~100。循環(huán)速度可達(dá) 。（ 4）旋轉(zhuǎn)紐帶自動(dòng)清洗式蒸發(fā)器 它是直接利用料液的循環(huán)流動(dòng)帶動(dòng)蒸發(fā)器加熱管內(nèi)的自動(dòng)清洗結(jié)構(gòu)元件 —— 螺旋紐帶旋轉(zhuǎn) (溫升 3℃ 、循環(huán)速度 1m/s），對(duì)加熱面上的污垢進(jìn)行自動(dòng)清洗，同時(shí)，紐帶在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中擾動(dòng)邊界層，使對(duì)流傳熱中熱阻最大的邊界滯流層的傳熱過(guò)程得到有效強(qiáng)化，以此達(dá)到降低能耗、提高產(chǎn)量的目的。 n 加熱室水平放置，與列文蒸發(fā)器相比，設(shè)備總高度降低 3~9米。l 汽液固三相進(jìn)入顆粒分離裝置，固體顆粒被分離下來(lái)進(jìn)入下降管參與循環(huán)，再次進(jìn)入加熱室；汽液混合物進(jìn)入汽液分離室進(jìn)行汽液分離，液體參與下一循環(huán)。 （ 1）原理（ 2）加熱管內(nèi)汽液固三相流的流動(dòng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)機(jī)理豎直管內(nèi)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)和換熱方式A區(qū)，液體溫度低于飽和溫度且管壁溫度也低于汽化所需的溫度，不發(fā)生相變，沒(méi)有汽泡產(chǎn)生，換熱方式為液固兩相流的 強(qiáng)制對(duì)流 換熱。汽泡的產(chǎn)生和消失對(duì)液體起擾動(dòng)作用，開(kāi)始破壞流體邊界層，再加上顆粒對(duì)邊界層的破壞，使得換熱系數(shù)有所增加。C區(qū)和 D區(qū)，液體的平均溫度等于相應(yīng)壓力下的飽和溫度，而管壁又有足夠的過(guò)熱度，同時(shí)固體顆粒對(duì)壁面的撞擊，此時(shí)活化點(diǎn)增多，生成的汽泡也增多，流動(dòng)結(jié)構(gòu)由細(xì)泡狀流動(dòng)發(fā)展到汽泡彈狀流動(dòng)。加入的固體顆粒對(duì)強(qiáng)化流動(dòng)沸騰傳熱具有如下效應(yīng)：? 泡核沸騰傳熱的強(qiáng)化由于固體顆粒的加入，增加了汽化核心并使汽泡的躍離頻率增大，強(qiáng)化了泡核沸騰傳熱；? 對(duì)流傳熱的強(qiáng)化固體顆粒的運(yùn)動(dòng)破壞了流動(dòng)和傳熱邊界層，增強(qiáng)了流體湍動(dòng)程度，從而強(qiáng)化對(duì)流傳熱。 固體顆粒與換熱壁面間的對(duì)流傳熱顆粒與壁面碰撞引起的液體容積對(duì)流傳熱 三相流化床中 ,液相為連續(xù)相，固相和汽相為分散相。在汽－液－固三相流動(dòng)中，由于固體顆粒對(duì)加熱壁面的頻繁撞擊增加了活化點(diǎn)，產(chǎn)生了更多的汽化核心，而且在受熱的液體繞過(guò)固體顆粒流動(dòng)時(shí)，在某些材質(zhì)的顆粒表面也會(huì)產(chǎn)生汽泡。當(dāng)汽泡的形成功一定時(shí)，熱流密度增大汽泡的形成加快，也就是說(shuō)汽泡的形成頻率增大。力學(xué)平衡： 在汽泡界面上各作用力達(dá)到平衡。 在加熱壁面上的長(zhǎng)大：在汽泡形成后，汽泡不斷從加熱壁面吸收熱量，汽泡開(kāi)始長(zhǎng)大。汽泡的成長(zhǎng)過(guò)程主要由熱量傳遞方程控制，汽泡成長(zhǎng)速率主要取決于壁面的熱流密度。 當(dāng)汽泡長(zhǎng)大到其浮力、液體對(duì)它的剪應(yīng)力之和大于汽泡與壁面的附著力時(shí) ,汽泡就躍離壁面。顆粒與壁面上的汽泡撞擊也有利于汽泡躍離壁面，如圖所示。 加入固體顆粒后，顆粒增加流體的湍動(dòng)程度，汽液固三相流剪切應(yīng)力對(duì)污垢的影響和壁面附近溶液過(guò)飽和度的變化；在除垢方面， 汽液固三相流剪應(yīng)力可清除換熱面上污垢的較松軟層（ A層）；污垢底層（ C層 +B層）要依靠加入的固體顆粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)加熱管壁的碰撞在垢層上產(chǎn)生初始裂紋或被磨損。 固體顆粒對(duì)垢層的碰撞應(yīng)力：垢層溫差應(yīng)力脫除（ 垢層內(nèi)壁處首先出現(xiàn)裂紋 ）：垢層內(nèi)壁面處的溫差應(yīng)力為一個(gè)較大的值溫差應(yīng)力的大小主要取決于垢層內(nèi)外壁的溫差 Δt ，其次也與垢層的線膨脹系數(shù)、彈性模量、泊松比有關(guān)，又決定于垢層的厚度， K值愈大，溫差應(yīng)力越大。溫差增大！Δt=tit0固體顆粒對(duì)結(jié)晶核心的影響： 顆粒在管內(nèi)的分布呈現(xiàn)管壁較濃，管中心較稀的分布。 沉積到顆粒表面上的結(jié)晶會(huì)由于流體與顆粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而被沖刷掉。固體顆粒碰撞對(duì)壁面附近過(guò)飽和度的影響：固體顆粒強(qiáng)化傳熱的直接效果之一，是導(dǎo)致?lián)Q熱壁面溫度下降，這將改變壁面附近的溫度場(chǎng)分布。對(duì)于結(jié)晶垢，正是由于壁溫 Tw與主流溫度 Tb不同才導(dǎo)致了壁面附近溶液的過(guò)飽和，必須考慮電解質(zhì)溶解度隨溫度的變化。（ 3）惰性固體顆粒種類的選擇 必須針對(duì)不同的物料特性及傳熱體系，根據(jù)價(jià)格性能比，選擇適當(dāng)種類的惰性固體顆粒材料 。不同固體顆粒的物性不同，其對(duì)垢層的破壞作用和強(qiáng)化傳熱的效果也不同。同時(shí)要考慮顆粒在特定的工況下，是否能夠且容易被流化，流化的程度如何，在管內(nèi)能否均勻分布；顆粒密度要適當(dāng)，對(duì)管壁的碰撞力要足夠大但對(duì)壁面的磨損量要小。K)比 熱kJ/(kg加入顆粒較多時(shí)，顆粒與管壁接觸機(jī)會(huì)增多，碰撞頻繁，擾動(dòng)邊界層能力提高，有利于防、除垢。顆粒體積分率為 3%~8%時(shí)，防、除垢效果最好。在不同半徑位置處的顆粒受到流體曳力不同，使得顆粒來(lái)不及在管箱內(nèi)均勻 混合 ，就隨中心區(qū)液流進(jìn)入管束，引起顆粒在管箱內(nèi)循環(huán) 運(yùn)動(dòng)和分布 不均勻。無(wú)分布板時(shí)固含率
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1