第 10 卷 第 4 期
2011 年 12 月
热 科 学 与 技 术
Journal of Thermal Science and Technology
V ol .10 N o .4
Dec .2011
文章编号 :1671‐8097(2011)04‐0297‐04 DOI :10 .3969/
j
.issn .1671‐8097 .2011 .04 .004
水 平 管 降 膜 蒸 发 中 强 迫 对 流 传 质 过 程 实 验 研 究
白 彧 , 梅 宁
倡
, 张 书 超
( 中国海洋大学 工程学院 ,山东 青岛 266100 )
摘要 :
对水平横管束降膜吸收器中 ,溴化锂溶液表面自然对流和强迫对流传质现象 ,分别在常压和负压下进
行了实验研究 。 以惠特曼提出的“双膜”模型为基础 ,对实验结果做出了分析 ;以图线的方式 ,直观的比较了传
质系数与压力 ,溶液表面对流情况的关系 。 得出了强迫对流对传质系数有很大提升的结论 。
关键词 :水平横管降膜 ;对流传质 ;传质通量 ;强迫对流
中图分类号 : T K121 文献标识码 : A
收 稿 日 期 : 2011‐03‐12 ; 修 回 日 期 : 2011‐05‐29 .
基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目(50806069 ,51076146) .
作 者 简 介 : 白 彧(1985‐) ,男 ,硕 士 生 ,主 要 研 究 方 向 为 传 热 传 质 . E‐mail :t ou t oudandan @ sina .co m ;
梅 宁(1961‐) ,男 ,教 授 ,博 士 生 导 师 ,主要 研 究 方 向 为 传 热 传 质 、流体机 械 、燃 烧 学 . E‐mail :n mei @ ouc .edu .cn
0 引 言
溴化锂溶液降膜吸收式制冷 ,因其对环境无
污染 ,安全可靠 ,日渐受到专家学者的关注 ,和传
统压缩式制冷相比有很大的优势 ,是制冷技术研
究的一个热点 。 水平横管降膜式吸收器 ,结构紧
凑 ,溶液由布液器均布在第一排管束上 ,再以成膜
的方式流到第二排管束上 ,这种结构有利于传热
系数的提高 ,流体与传热面接触时间短 ,压降小 ,
被广泛应用于实验 。
大部分的实验研究是基于不同工况下 ,对溶
液传热传质系数的测量 。 其中 ,A rzoz
[1]
研究了在
斜面上溴化锂溶液不同流动状态对水蒸气吸收的
影响 ,实验发现扰动液柱流动和膜状流动比液滴
流动时 ,溶液 的吸水能力要 大 。 H off man
[2]
对表
面活性剂做了传热现象的研究 ,发现传热系数随
着溶液流量和雷诺数的增加而增加 。 王长庆
[3]
分
析研究了吸收压力 、溶液浓度 、冷却水因素等对水
平管束降膜吸收的影响 。 任志远等对喷雾式吸收
器的情况和各自的特点做了分析
[4]
,得出传热传
质分离的预冷却吸收器可以对传热和传质过程分
别进行强化 ,大大提高吸收器的工作效率 。
本文采用溴化锂溶液与水蒸气作为工质对 ,
自来水作为冷却水 ,在上下并行排列的铜管束上
进行了降膜吸收的自然对流及强迫对流实验 。 与
前人不同之处在于 ,实验主要针对光管降膜强迫
吸收 ,采用增加径向气流流速的方式 ,达到减小气
膜传质阻力方式强化传质 ,本实验主要有几个特
点 :
1)降膜管采用铜管 ,有较高传热系数 ;
2)实验分别在 常压直到负压(0 .06 M Pa)下
进行 ,具有可比性 ;
3)布液均匀 ,没有“干壁”现象 ,不会干扰实验
的准确性 。
1 实验装置与原理
1 .1 实验系统
本试验台由发生系统 、喷淋降膜吸收系统 、冷
却水系统组成 。 另外还包括数据采集系统 ,由美
国 MDI 公司 ( Mechanical Dynamics Inc .) 开发 。
试验台结构如图 1 所示 。
自然对流情况下的吸收实验在一封闭的容器
中进行 ,实验前打开阀 2 、3 ,用泵分别将水和溴化
锂溶液注入蒸发器液槽和溴化锂液槽 ,关闭阀 2 、
3 。 常压实验时 ,关闭阀 1 ;负压实验时 ,打开阀 1 ,
开启真空泵将实验环境抽真空 ,根据压力表读数
将压力调节至 所需实验工 况 ,关闭阀 1 。 给升膜
蒸发器通电 ,待产生稳定蒸汽后 ,打开水泵 ,此时