1.蒸發器強化與節能的關鍵蒸發器是制糖制鹽燒堿等工業的重要設備。
蒸發生產是高能耗工藝。在制鹽總成本中能源費要占其⑷么影響現有蒸發器生產能力與能耗的兩大主耍問旗是為了減緩結坭和提高效率采用的強制循環泵消耗大量的能耗。例如,制鹽蒸發器年的電費就高達兩百多萬元;第是管內污垢使傳熱系數1〃降30久,需要頻繁的周,性停車清洗,因此,蒸發器強化與節能的關鍵就是加熱面的自動清洗防坭和以強化的自然循環推動力替代強制環果針對現有蒸發器強化與節能的關鍵問,作者提出低流速強化的自然循環自動清洗式高效節能蒸發器,結構原理1.主要特點有兩個第,自然循環的沸騰室的結構又大又深,并且出口截面更大,以此降低沸騰室內的自然循環流速,使自然循環的推動力顯著強化,達到既可以取消強,男。湖南衡山人,華南理工大學博士生,株洲工學院機械工程學院講師,主要研,方向是傳熱設備污垢自動清洗及其傳熱強化。
制循環泵。,能為螺旋的1動清洗防垢提供足夠流速和能量;第,加熱管內安裝具有自動旋轉清洗防垢與傳熱強化雙重功能的螺旋2.這種新螺旋技術較低流,1帶動旋轉,洗加熱符內的垢,因此動清洗螺旋的阻力也隨之正比于次方地顯著下降,進而降低對自然循環推動力值的需求,以保障自然循環條件下自動清洗的可靠性。
在離開沸騰室前全部轉化為汽化熱,以然是個不平衡過程。又由于料液汽化后的體積高倍增大,沸騰室的口動能遠遠大于進口的動能。考慮這種不平衡過程的影響和出口動能損失后的自然循環推動力有效位的律式5為定義為沸騰室內進出口的溫度下降值與循環母液在加熱室提高溫度沈之比,在常壓蒸發的中試中測量得到的數據在0.750,85的范圍;12汽化深度不平衡影響系數,是定義為沸騰室內開始汽化的實際深役和與飽和蒸汽壓相;就開始汽化的理論深度之比,在常壓蒸發的中試中測量得到的數據在0.700.90的范圍;心出口動能損失影響的推動力薄效系數,由蒸發壓力,母液經過加熱室的溫度升高值汽化溫度的平衡影響系數心循環速度大小等決定,在常壓蒸發的中試中測量得到的數據在由計算式2分析可知,蒸發器自然循環推動力有效值的強化可以有以下種方法其,山廠然循環推動力正比尸經過加熱室1.沸騰室2環形循環流路1管口旋流軸承4.旋流軸承5.自動清洗螺旋6.加熱管2自然循環推動力的低流速強化蒸發器自然循環的推動力源自于沸騰室與循環管路之間的靜壓差。循環母液在加熱室提溫度貧得到顯熱后,若在沸騰室內能夠平衡汽化,并且由于蒸發降溫的變化與深度是線性關系不考慮進出口的動能差,則理論上可以推導出產生的靜壓差也就是推動力的****值叫的計算式為化傳熱增大,值。強化傳熱的關鍵是在加熱管內安裝具有自動清洗防垢和傳熱強化雙重功能的螺旋。單純自動清洗防垢項可以提高值30左右,單純的螺旋傳熱強化幅度在50以上,因此預計可以使沈,大30以上。須注意的是飫值不能過大,因為隨3,的增大,出口動能損失也會隨之快速,大。
其,自然循環推動力正比于平衡系數所以降低沸騰室內的流速,提高沸騰室內的溶液蒸發汽化的平衡系數心1強化自然循環的推動力。
為此,這種蒸發器的結構設置由下部的中心管沸騰室和上部的漸擴形沸騰室兩部分組成的沸騰室,不比熱汽化熱溶,分,試和在沸騰室開始汽化的理論深度心七分,代溶劑蒸汽私準狀態和沸騰室出1處狀態的溫度與壓力,由于料液經過沸騰室的停留時間短。既來不及僅深度大。而兒截面枳也大,使經過熱以1的抖液在沸騰室有較長的停留時間,進行比較充分的蒸發汽化,形成開始汽化的深度大平均密度低的汽泡料液混合物。以此強化作為蒸發料液自然循環推動在厲,愚,局箱褓,耀,滕感,到躁厲跑盔分別可以提高815,人右。
自然循環推動力正比于動能損失影響的推動力有效系數。對沸騰室出口動能損失問是需要特別強調的,以常壓蒸發的汁算為例。若經過加熱室以后提高的溫度值貧為41出口處汽液混合物的體積就將,大十多倍,動能損失就會達到。,以,因此弗騰室的出口段結構應該盡可能的設計成漸擴形,使出1截他盡可能的人,從而可以使自然循環的有效推動力可靠地提高5左右。
又寸于動能損失的影響圣過加熱室的溫度升高值愈大蒸發壓力愈低自然循環流速愈大就愈須重視。
按照上述理論進行結構設計的新型蒸發器,即使不考慮傳熱強化引起的強化,僅沸騰室新結構因素的自然循環推動力強化幅度就可以達到25以,能使推動力位可靠地達到以3動清洗螺旋的低流速強化強化的自然循環推動力值達到高于1此以后,最終能否省去高能耗的強制循環泵,關鍵在于自然循環流路的總阻力能否控制在以下。然循環流路的阻力主要是采用螺旋自動清洗的加熱管。因此,關鍵是螺旋的低阻力問。管內的自動清洗螺旋的阻力系數相對于空的循環流路是很高以3有低流速1旋轉的自動沾洗螺旋技術才能滿足低阻力的要求。
螺旋轉的力學條件是自轉力矩大廠污垢的阻力矩螺旋的轉力矩1比于符內的流速。因此必須研究在低流速下使螺旋旋轉力矩有效強化的新技術為此,新技術方案圮在端的管口安裝旋流承座后轉變成快速旋流,直接沖擊螺旋動力輪,使螺旋獲得個比較大的附加動力矩,與自動清洗塑料螺旋的原有的自轉力矩同向疊加,使其旋轉清洗的總力矩得以大大強化,從而使自動清洗螺旋可以在較低的循環流,靠地實亍自動沾洗,并使有1動清洗螺旋的循環流路的總阻力可靠地降低到低于1lkPa,試驗研究明,這種低流速強化的旋流沖推式螺旋地實行傳熱面自動清洗保;以螺距40,絲徑4的塑包螺旋線測試的結果,在水流速6615;時的臥式管內阻力為1.83逆3,傳熱系數1值提高了52.6,因此。即使6山的長管加熱室的阻乃也保持在,3以下。
4.新型蒸發器的熱態試驗中試蒸發器的加熱管內徑⑴了根長度4000的碳鋼管。在常壓蒸發試驗中,加熱蒸汽的壓力為0.24仍!相應的傳熱溫差為25,以上時,視鏡中清楚地觀察到塑料螺旋扭帶可靠地旋轉。加熱蒸汽的壓力最低可以降到0.2挪相應的傳熱溫差為21動清洗的塑料扭帶也能夠自轉效5結論現有蒸發器的增產節能的潛力相當大,其關鍵是以在線自動連續清洗解決周期性停乍清洗問,以強化的自然循環代替高能耗的泵強制循環;采用大深度大截面漸擴形出口部結構的沸騰朵,能眵有效地提高沸騰審內的汽化平衡度減少出動能損火,使1然循環推動力強化達到llkPal5kPa;采用低流速強化旋轉力矩的塑乜螺旋,能夠在0.58左右的低流速下自動旋轉清洗,循環流路4,型蒸發器熱態試驗的結果明,這種新型蒸發器是能夠省去強制循環泵,又使塑包螺旋可靠自轉,實行在線自動連續除垢防垢的。
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