[发明专利]一种竖直管降膜蒸发传热试验系统及其试验方法

说明书

本发明公开了一种竖直管降膜蒸发传热试验系统及其试验方法，该系统由包括供液模块、流量调节模块、预热模块、试验模块、冷却模块和抽真空模块，试验液体从储液罐通过试验流体泵出发经过预热之后流入试验段，在试验段再加热，然后经过冷凝器冷却最后再回到储液罐中，形成闭路循环。本发明还提供了该试验系统的试验方法，能够进行竖直管降膜流动及传热性能的研究。

技术领域

本发明属于传热传质领域，特别涉及一种竖直管降膜蒸发传热试验系统及其试验方法。

背景技术

降液膜流动是一层厚度很小的流体在固体表面上的流动，是一种具有自由面的运动,在日常生活和自然界中广泛存在。同时在重力的作用下沿着竖直或倾斜表面下降的降液膜流动形式，由于具有小流量、小温差、高换热系数传热系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等独特优点，已作为一项高效强化传质传热技术在化工、轻工、能源、航天、石油化工、电子等许多工业领域等到广泛应用，例如降膜蒸发器、降膜吸收器、热管和许多其他涉及两相流传热和传质过程的工业设备。降液膜及液膜内的传热传质现已成为国际传热传质科学与工程界的一个十分活跃的研究领域，其潜在的技术应用领域非常广泛，因此对于降液膜流动尤其是波动存在时的降液膜流动的研究具有重要的学术价值和试际意义。

例如，中国专利申请号CN102657948A公开了一种液体分布器及含有该装置的垂直管降膜蒸发器。该液体分布器主要由主体四周呈凹面且其顶盖底面积大于垂直管降膜蒸发器的换热管管口面积的导流体，以及将导流体活动或固定支撑于垂直管降膜蒸发器的换热管内上部相应位置，使导流体的顶盖底面边缘与垂直管降膜蒸发器的管板上表面间隔一定空隙形成进液通道的支撑部件组成。这个发明不适用进行试验研究使用，不适合进行降膜蒸发试验研究。

又如，中国专利申请号CN201220169817.8公开了一种应用于降膜蒸发器的成膜装置，包括成膜器，其特征在于，所述的成膜器设有挂耳，所述的成膜器腰部焊接有多条定位器。采用上述技术方案，该发明所述的成膜装置应用于降膜蒸发器，但是不能用于降膜蒸发试验研究使用。

再如，中国专利申请号CN200910040330.2公开了一种竖管降膜蒸发与吸收传热传质试验装置，包括发生器、吸收器、减压阀、换热器、加热装置和冷却装置几个基本部件组成一个密闭连通的循环系统，在循环系统里分别设置有温度、压力和流量测量系统，以试现对研究工质在循环系统中温度、压力和流量的变化情况进行追踪监测。但是试验系统庞大，复杂，操作复杂，不适合用于研究降膜蒸发传热的使用。对试际工业生产没有指导意义，另外试验台的热量散失严重，精度较低，不适用于竖直管降膜蒸发领域的研究。

发明内容

本发明的目的是针对上述试验装置不适用或者不满足适用于研究需求，提供了一种竖直管降膜蒸发传热试验系统及其试验方法，能够进行竖直管降膜流动及传热性能的研究。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种竖直管降膜蒸发传热试验系统，包括供液模块、流量调节模块、预热模块、试验模块、冷却模块和抽真空模块，

供液模块包括储液罐4，储液罐4通过管道及管道上配设的第二阀门202与试验流体泵5连接，试验流体泵5下游管道连接有一个三通，三通的垂直分支通过管道与储液罐4构成一个旁路回路，旁路回路上设有第三阀门203，该旁路回路协调试验流体泵5的流量；

三通的水平分支通过管道连接有预热模块，预热模块的上游管道依次设有转子流量计6和第四阀门204构成试验流体泵5的第二旁路，组成系统的流量调节模块；

预热模块包括预热管12，预热管12上配设预热器，

试验模块包括安装在预热模块下游的竖直管13，竖直管13的入口处装有布膜器7，并且在竖直管13上沿其长度方向间隔布置有夹持在竖直管13上的电极板，电极板的正极和负极分别用导线连接在电源的正负极上组成并联回路；