mvr降膜蒸发器的数值模拟及节能分析

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1、密级；公开ＳＨＩＩＡＺ打ＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ工学硕±学位论文ＭＶＲ降膜蒸发器的数值模捣及节能分析ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦａｉｌｉ妊ＰｉｌｍＥｖａｏｒａｔｏｒｇｐ培养单位：祝械工程学晓、、专业：供热供燃气通风及空调工程研究生：李贵燕指导教师：罗勇教搜二〇—五年一月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致

2、谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。巧、、签名：贷日期：ｗｌＪ］关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件巧电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可采

3、用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可１＾公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）＾喪、作者签名：村曰期：，导师签名：曰期：知叫）愛密级：公开工学硕士学位论文MVR降膜蒸发器的数值模拟及节能分析NumericalSimulationandEnergySavingAnalysisofMVRFallingFilmEvaporator培养单位：机械工程学院专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究生：李贵燕指导教师：罗勇教授二○一五年一月摘要摘要蒸发浓缩工艺在化工、冶金、医药、海水淡化、废水处理、制药、食品等工业生

4、产领域应用广泛。然而蒸发浓缩过程能源消耗很大，随着能源价格的上涨，蒸发浓缩过程的节能降耗工作就显得非常重要。MVR技术节能潜力巨大，也将逐步代替传统的多效蒸发技术、TVR蒸发技术。将成为蒸发浓缩技术发展的方向。本课题针对MVR降膜蒸发器的流动特性及传热特性进行了理论分析和数值模拟。研究工作利用传热学及流体力学基本理论，建立了适用于竖管内降膜蒸发过程的两种传热模型，两种模型分别为液膜受单纯重力作用的模型(模型Ⅰ)和液膜受重力与二次蒸汽剪切力共同作用的模型(模型Ⅱ)。在对计算模型进行合理简化的基础上，通过对控制方程的离散化以及合理的数值求解方法，

5、利用VB语言开发了用于计算蒸发器降膜蒸发管流动状态、传热特性的应用软件。并采用经典案例的相关数据验证了软件输出结果的合理性。利用所开发的软件定量分析了液膜厚度、传热系数等参数沿蒸发管流动方向的变化规律，比较了两种模型对计算结果的影响。结果表明，模型Ⅱ较模型Ⅰ的计算结果更符合实际。进一步定量分析了降膜蒸发管的计算分段数对计算结果的影响。结果表明，计算分段数越多计算精度越高，但分段数大于5~6段时，计算结果已变化不大。将所开发的软件在实际工程中进行了应用(以10t/h稀碱液的降膜蒸发工程为例)，表明软件的开发是成功的。针对目前MVR系统的缺陷，提

6、出了一种新型流程和工艺，并定性分析了新工艺的优越性。最后，提出了所开发计算软件中存在的不足及改进建议。关键词：MVR技术；降膜蒸发器；数值模拟；液膜流动特性AbstractAbstractTheevaporationcondensationprocessinchemicalindustry,metallurgy,medicine,desalination,wastewatertreatment,pharmaceutical,foodandotherindustrialproductioniswidelyused.However,theproc

7、essofevaporationandconcentrationofenergyconsumptionisveryhigh,withtherisingpriceofenergy,energysavingandconsumptionreductionofevaporationprocessisveryimportant.MVRtechnologyenergy-savingpotentialishuge,multieffectevaporationtechnology,TVRevaporationtechnologywillgraduallyre

8、placethetraditional.Willbecomethedevelopmentdirectionofevaporationtechnology.Thech