船用竖管升膜蒸发海水淡化系统热力性能分析

1

作者 杨勇 吴干 +3 位作者 张琨 牟兴森 龚路远 沈胜强 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第2期78-85,共8页

提出一种船用多效竖管升膜蒸发海水淡化系统;构建热力过程数学模型,考虑海水沸点升高和蒸汽阻力压降等引起的传热温差损失;采用对比研究的方式,计算分析相同淡水产量下,有无热力蒸汽压缩时,首效加热蒸汽温度、末效蒸发温度、浓缩比对系... 提出一种船用多效竖管升膜蒸发海水淡化系统;构建热力过程数学模型,考虑海水沸点升高和蒸汽阻力压降等引起的传热温差损失;采用对比研究的方式,计算分析相同淡水产量下,有无热力蒸汽压缩时,首效加热蒸汽温度、末效蒸发温度、浓缩比对系统造水比、比传热面积、比冷凝水量等热力性能的影响。结果表明:竖管升膜蒸发海水淡化系统具有大温差传热的特征,设计、运行应控制最小有效传热温差,首效加热蒸汽温度可提升至80℃左右;首效加热蒸汽温度和末效蒸发温度对比传热面积影响较大;浓缩比有设计最优值;热力蒸汽压缩对系统性能有明显提升。 展开更多

关键词 海水淡化 竖管升膜蒸发 热力蒸汽压缩 有效传热温差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于液滴分析的喷雾闪蒸海水淡化模拟研究 被引量：3

2

作者 周士鹤 刘新宇 +2 位作者 冯寅 卞永宁 沈胜强 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期593-600,共8页

喷雾闪蒸海水淡化中液滴的闪蒸特性对于设备优化设计具有重要意义.建立了描述盐水液滴闪蒸过程的数学模型,模型考虑了液滴内部温度梯度及液滴表面的辐射换热.通过模拟计算,揭示了液滴闪蒸特性与空间距离的关系,分析了液滴初始速度、初... 喷雾闪蒸海水淡化中液滴的闪蒸特性对于设备优化设计具有重要意义.建立了描述盐水液滴闪蒸过程的数学模型,模型考虑了液滴内部温度梯度及液滴表面的辐射换热.通过模拟计算,揭示了液滴闪蒸特性与空间距离的关系,分析了液滴初始速度、初始直径、初始盐度、初始温度以及喷射方向等参数的影响.结果表明,减小液滴初始直径、增大液滴初始速度,均有利于提高闪蒸速率;提高液滴初始温度,能够改善闪蒸效率;升高液滴初始盐度,闪蒸的速率和效率均下降;向上喷射时液滴闪蒸临界距离更短,闪蒸效率更高. 展开更多

关键词 海水淡化 喷雾闪蒸 液滴分析 数学建模

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平管外降膜蒸发传热实验研究 被引量：15

3

作者 陈学 刘晓华 +1 位作者 沈胜强 牟兴森 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1996-2001,共6页

以水为工质,对直径为19 mm的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。实验通过测量管表面和饱和蒸气温度,计算得到平均和局部传热系数。由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响,并与直径2... 以水为工质,对直径为19 mm的铝黄铜管外降膜蒸发传热过程进行实验研究。实验通过测量管表面和饱和蒸气温度,计算得到平均和局部传热系数。由实验数据分析喷淋密度、蒸发温度、热流密度、管间距等参数对管外平均传热系数的影响,并与直径25.4 mm铝黄铜管降膜蒸发传热系数进行比较,讨论局部传热系数随周向角度的变化。结果表明,在实验范围内,管外平均传热系数随温度的升高而增大,随喷淋密度的增大先增大,后略微下降。小管径管的降膜蒸发传热系数大于大管径管的传热系数。 展开更多

关键词 海水淡化 水平管 多效蒸发 降膜蒸发 传热系数

在线阅读 下载PDF 职称材料

转角正方形管束有降膜流动时的压降实验 被引量：6

4

作者 刘华 沈胜强 +3 位作者 陈石 龚路远 刘瑞 陈学 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期633-636,共4页

为了深入研究大型海水淡化装置中流动阻力对装置性能的影响,建立了大型水平管束降膜流动特性实验台,模拟了水平管降膜蒸发器内蒸汽的流动过程,分析了饱和蒸汽温度和喷淋密度对管束流动阻力的影响.引入新的参数(喷淋雷诺数)对实验数据进... 为了深入研究大型海水淡化装置中流动阻力对装置性能的影响,建立了大型水平管束降膜流动特性实验台,模拟了水平管降膜蒸发器内蒸汽的流动过程,分析了饱和蒸汽温度和喷淋密度对管束流动阻力的影响.引入新的参数(喷淋雷诺数)对实验数据进行了拟合,得出蒸汽横掠有降膜流动的转角正方形管束的压降系数公式.结果表明:在相同的蒸汽质量流量和喷淋密度下,压降随饱和蒸汽温度的升高而降低;压差预测值与实验值的误差小于±15%. 展开更多

关键词 降膜流动 海水淡化 水平管束 流动阻力

在线阅读 下载PDF 职称材料

低压蒸汽横掠水平降膜管束流动阻力实验研究 被引量：5

5

作者 刘华 沈胜强 +1 位作者 龚路远 刘瑞 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期811-815,共5页

采用模拟方法对海水淡化装置中大型水平管降膜蒸发器内的流动过程进行实验研究．管束采用海水淡化装置中广泛应用的正三角形和转角正方形排列，其管间距为1．3倍管外径．实验在饱和温度为50～70℃，喷淋密度为0．02～0．08kg·m^-1&... 采用模拟方法对海水淡化装置中大型水平管降膜蒸发器内的流动过程进行实验研究．管束采用海水淡化装置中广泛应用的正三角形和转角正方形排列，其管间距为1．3倍管外径．实验在饱和温度为50～70℃，喷淋密度为0．02～0．08kg·m^-1·s^-1的条件下进行．分析了管束排列方式、喷淋密度和饱和温度等因素对流动阻力的影响．实验结果表明，流动阻力在正三角形管束下比在转角正方形管束下大得多．引入Re1、Reg、sa／D、str／D等参数来表征各个影响因素并用来拟合有降膜流动时蒸汽横掠管束的压降预测公式．新拟合的公式误差在±15％以内． 展开更多

关键词 流动阻力 喷淋密度 降膜流动 水平管管束

在线阅读 下载PDF 职称材料

低质量流率蒸汽真空水平管内凝结传热特性实验研究 被引量：3

6

作者 谷雨 龚路远 +1 位作者 郭亚丽 沈胜强 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期342-348,共7页

在内径为38 mm、长度为3.4 m的水平管中,测量了饱和温度为50、60、70℃,质量流率小于8 kg/(m^(2)·s)的饱和蒸汽的局部冷凝传热参数.在凝结过程中,由于重力的作用,管内上下部分存在两种换热模式.上部是膜状凝结换热区,下部是凝结液... 在内径为38 mm、长度为3.4 m的水平管中,测量了饱和温度为50、60、70℃,质量流率小于8 kg/(m^(2)·s)的饱和蒸汽的局部冷凝传热参数.在凝结过程中,由于重力的作用,管内上下部分存在两种换热模式.上部是膜状凝结换热区,下部是凝结液对流换热区.实验结果表明,随着管内入口饱和蒸汽和冷却水温差的增大,蒸汽在光滑管段内换热量增加,冷凝液增多,管段底部凝结液聚集区局部温度降低较大.随着总传热温差的增大,管壁顶部膜状凝结换热区传热系数降低,而管壁底部凝结液对流换热区变化较小. 展开更多

关键词 凝结传热 水平管 海水淡化

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平管降膜蒸发器传热系数空间分布 被引量：21

7

作者 沈胜强 梁刚涛 +3 位作者 龚路远 牟兴森 刘瑞 刘晓华 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3381-3385,共5页

为了得到水平管降膜蒸发器传热系数,建立了水平管降膜蒸发传热实验台。通过对实验结果的归纳,分析了水平管降膜蒸发器总传热系数随顶排管喷淋密度、蒸发温度的变化规律,并给出了总传热系数在水平管降膜蒸发器内部空间的分布。结果表明,... 为了得到水平管降膜蒸发器传热系数,建立了水平管降膜蒸发传热实验台。通过对实验结果的归纳,分析了水平管降膜蒸发器总传热系数随顶排管喷淋密度、蒸发温度的变化规律,并给出了总传热系数在水平管降膜蒸发器内部空间的分布。结果表明,总传热系数随喷淋密度、蒸发温度的增大而增大。在空间分布上,传热系数沿管长方向受凝结过程的影响前5m先增大,后3m逐渐减小;在垂直方向由上向下逐渐减小。另外传热系数随管排数的增加而降低,并且当喷淋密度较小时,总传热系数下降的趋势更明显。 展开更多

关键词 水平管降膜蒸发器 传热系数 喷淋密度 管内凝结

在线阅读 下载PDF 职称材料

管间距对水平管降膜蒸发流动形态和传热的影响 被引量：9

8

作者 沈胜强 陈学 +2 位作者 牟兴森 王耀萱 高宏达 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1492-1496,共5页

为了探讨管间距对水平管降膜蒸发的影响，以水为工质，研究了19 mm直径的铝黄铜水平管上降膜蒸发的传热与流动状况。通过对3种管间距在Re范围35～347下液膜流动形态的观测，归纳出水平管降膜流动流态转变时的临界Re数；测量了管壁表面... 为了探讨管间距对水平管降膜蒸发的影响，以水为工质，研究了19 mm直径的铝黄铜水平管上降膜蒸发的传热与流动状况。通过对3种管间距在Re范围35～347下液膜流动形态的观测，归纳出水平管降膜流动流态转变时的临界Re数；测量了管壁表面温度和饱和蒸汽温度，计算得到管子表面的平均传热系数和局部传热系数，分析了管间距对局部和平均传热系数的影响。实验结果表明：在较大管间距情况下，不同流态间转变的临界Re数没有明显区别，但是在小管间距情况下，滴柱状向柱状以及柱状向柱帘状转变的Re数会变小；平均传热系数会随着管间距变小而降低，且当管间距为0．3倍管径时，喷淋密度的变化对平均传热系数的影响将变得不明显。此外，沿管周方向顶部的局部传热系数也随管间距变小而明显下降。 展开更多

关键词 管间距 传热系数 流动形态 水平管降膜蒸发 喷淋密度 管周角度

在线阅读 下载PDF 职称材料

真空条件下蒸汽横掠水平降膜管束的流动阻力 被引量：9

9

作者 沈胜强 刘华 +4 位作者 冯寅 陈石 龚路远 刘瑞 陈学 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期886-890,共5页

建立了蒸汽横掠带有液体降膜流动的水平管束流动阻力实验台,对影响流动阻力的因素与规律进行了实验研究。实验在绝对压力为12～31kPa的真空条件下进行,对应的水蒸气饱和温度为50～70℃,模拟了大型海水淡化装置中水平管降膜蒸发器的流动... 建立了蒸汽横掠带有液体降膜流动的水平管束流动阻力实验台,对影响流动阻力的因素与规律进行了实验研究。实验在绝对压力为12～31kPa的真空条件下进行,对应的水蒸气饱和温度为50～70℃,模拟了大型海水淡化装置中水平管降膜蒸发器的流动过程。实验结果显示,蒸汽掠过带有降膜流动的水平管束的压降远大于蒸汽横掠水平管束的流动阻力,流动阻力系数不仅与蒸汽流动Reynolds数有关,还与液体在水平管上降膜流动的Reynolds数有很大关联。提出了正三角形排列管束的蒸汽横掠降膜流动管束的阻力关系式。 展开更多

关键词 流动阻力 降膜流动 水平管管束

在线阅读 下载PDF 职称材料

水蒸气跨音速流动中非平衡相变的温度特性 被引量：6

10

作者 杨勇 沈胜强 +2 位作者 董国海 郭松 王昆雨 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期401-407,共7页

在引入水蒸气非平衡相变的动力模型和水蒸气真实物性模型的基础上,建立了水蒸气跨音速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用对激波捕捉具有高精度和高分辨率的Roe-FDS格式进行计算,数值求解了水蒸气跨音速流动过程中的非平衡相变及凝结... 在引入水蒸气非平衡相变的动力模型和水蒸气真实物性模型的基础上,建立了水蒸气跨音速非平衡流动的守恒型数值计算模型,采用对激波捕捉具有高精度和高分辨率的Roe-FDS格式进行计算,数值求解了水蒸气跨音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象。着重研究了水蒸气跨音速非平衡凝结相变的温度特性,归纳了水蒸气跨音速非平衡流动的凝结特性随温度的变化规律,归纳了蒸汽温度变化对核化凝结、激波形态的影响规律。研究发现,入口温度对蒸汽跨音速流动中的非平衡相变具有显著的影响,进口温度越低,非平衡核化凝结爆发得越早,产生的液滴粒径越大;随着进口温度的升高,非平衡凝结相变的起始点逐渐向喷管出口方向移动,蒸汽需要在缩放喷管中加速膨胀到较高Mach数下达到较高的过饱和度和过冷度时才能产生核化凝结,而成核率也相应较高。 展开更多

关键词 水蒸气 跨音速流动 非平衡相变 激波 温度特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平管降膜蒸发器温度损失的计算与分析 被引量：5

11

作者 刘华 沈胜强 +2 位作者 龚路远 牟兴森 刘瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期90-94,共5页

为了研究降膜蒸发管束阻力造成的压降及其对传热的影响,以降膜蒸发器内广泛应用的正三角排列管束为物理模型,采用由实验数据拟合出来的压降系数,计算了压降对应的温度损失,分析了蒸汽产率、饱和温度、管列数和喷淋密度对蒸发温度损失的... 为了研究降膜蒸发管束阻力造成的压降及其对传热的影响,以降膜蒸发器内广泛应用的正三角排列管束为物理模型,采用由实验数据拟合出来的压降系数,计算了压降对应的温度损失,分析了蒸汽产率、饱和温度、管列数和喷淋密度对蒸发温度损失的影响。结果表明:温度损失随喷淋密度、管列数和蒸汽产率的增加而升高,随饱和温度的升高而减小;在相同的蒸汽质量流量下,45℃蒸汽的温度损失是70℃时的6倍,而喷淋密度为0.08kg/(m·s)时的温度损失约是0.02kg/(m·s)时的2倍;大型降膜蒸发器内管束区内的温度损失随管列数的增加呈现抛物线型升高。为保证各效蒸发器的传热效率,提出每一效蒸发器温度损失都相等的等温度损失设计思想,其对低温多效蒸发器的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 水平管降膜蒸发器 管束 温度损失 低温多效蒸馏

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO_2跨临界喷射制冷循环计算分析 被引量：2

12

作者 王菲 杨勇 沈胜强 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2400-2404,共5页

目前还很少有关于CO2跨临界喷射式制冷循环的研究。本文对CO2跨临界喷射制冷循环建立了热力学模型,计算了在不同的冷却压力、冷却器出口温度、加热器压力、加热器出口温度及蒸发温度下,喷射器的喷射系数、跨临界喷射制冷循环性能系数(C... 目前还很少有关于CO2跨临界喷射式制冷循环的研究。本文对CO2跨临界喷射制冷循环建立了热力学模型,计算了在不同的冷却压力、冷却器出口温度、加热器压力、加热器出口温度及蒸发温度下,喷射器的喷射系数、跨临界喷射制冷循环性能系数(COP)和有效性能系数(COPm)的变化趋势。结果表明:随着冷却器压力的升高,喷射器的喷射系数减小,循环的COP和COPm值先增大后减小,在某个冷却压力下存在最优值;提高冷却器的出口温度,循环的COP和COPm值均降低;提高加热器压力、加热器出口温度及蒸发温度均能增大喷射器的喷射系数和循环的COPm值。 展开更多

关键词 喷射制冷 CO2 跨临界

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平管内凝结液液位角

13

作者 沈胜强 刘瑞 +1 位作者 刘华 龚路远 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1194-1198,共5页

建立了长水平管真空条件下蒸汽凝结实验台,观测了蒸汽在水平管内凝结过程的入口质量流率、凝结液含量和饱和温度对凝结液液位角变化的影响,归纳了液位角计算关系式。研究发现,较低蒸汽流量下,液位角随凝结液含量的增加呈波动增加;较高... 建立了长水平管真空条件下蒸汽凝结实验台,观测了蒸汽在水平管内凝结过程的入口质量流率、凝结液含量和饱和温度对凝结液液位角变化的影响,归纳了液位角计算关系式。研究发现,较低蒸汽流量下,液位角随凝结液含量的增加呈波动增加;较高蒸汽流量下,受气流影响,液位角减小,液位角边缘模糊;在同样蒸汽流率条件下,饱和温度升高即压力升高,液位角会有所增加。给出的液位角关系式可用于计算水平管内凝结液液位和液位角。 展开更多

关键词 液位角 水平管 两相流 凝结 空隙率

在线阅读 下载PDF 职称材料