薄膜蒸發(fā)器傳熱蒸發(fā)性能的實(shí)驗(yàn)研究

薄膜蒸發(fā)器由于其刮板的機(jī)械刮擦成膜作用,使處理的物料在蒸發(fā)表面停留時(shí)間短而受熱效果好,適用于蒸發(fā)濃縮高粘性、熱敏性或易結(jié)晶物料,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療、食品及輕工等行業(yè)1-3)。國(guó)內(nèi)外對(duì)薄膜蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)和蒸發(fā)效率進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究,但由于蒸發(fā)傳熱及刮板刮擦成膜的復(fù)雜性,用于蒸發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算的液膜側(cè)傳熱系數(shù)主要是液膜受熱的數(shù)據(jù)。對(duì)蒸發(fā)器的蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)多以水為介質(zhì),有關(guān)粘性料液的傳熱數(shù)據(jù)則報(bào)道較少。筆者通過數(shù)值模擬分析表明,薄膜蒸發(fā)器內(nèi)粘性料液和純物質(zhì)水的速度分布存在差異，粘性料液薄膜內(nèi)尚沒有形成明顯的傳遞邊界。對(duì)高粘度料液而言,基于堿液蒸發(fā)濃縮開發(fā)的機(jī)械攪拌式薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)從動(dòng)量和熱量傳遞角度而言,尚有進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)的余地。
本文在自行研制的F=0.4㎡薄膜蒸發(fā)器實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置的基礎(chǔ)上,通過改變薄膜蒸發(fā)器的操作參數(shù)對(duì)純物質(zhì)水及燒堿溶液進(jìn)行傳熱蒸發(fā)實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步探討各工藝操作參數(shù)及料液粘性對(duì)傳熱蒸發(fā)性能的影響,與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較,從而為薄膜蒸發(fā)器設(shè)備從結(jié)構(gòu)和操作工藝上進(jìn)行優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。