为研究水-酒精混合蒸气浓度对板式换热器换热器换热系数的影响,自行搭建高气密性实验台,在压力30 k Pa,混合蒸气流量6 kg/h实验工况下,获得了局部凝结换热系数随蒸气干度、流道长度、混合蒸气浓度的变化关系。实验过程中,采用了在板片焊接热电偶的测温方法,实现了气侧板片壁面温度的直接测量。结果表明,凝结换热系数随着蒸气干度增加而增加;换热系数随板长方向上无量纲长度增加而减小;与纯水蒸气比较,1%、2%浓度混合蒸气的传热系数值较高,且浓度为1%时的传热系数高于浓度为2%时的传热系数;5%、10%、20%浓度混合蒸气的传热系数均低于纯水蒸气传热系数,且传热系数随混合蒸气浓度增加而减小。
为研究酒精与水混合蒸气在气-液型板式换热器里的Marangoni凝结对其传热和压降的影响,搭建了实验平台,并利用MCGS设计了数据采集监测系统。在70、90 k Pa压力下对气相酒精质量浓度为0、1%、10%及50%的混合蒸气进行了一系列实验,对采集得到的数据进行处理并计算出气侧传热系数和压降,利用Origin Pro 8软件绘出了传热压降特性图,并对实验结果进行了比较。实验结果显示混合蒸气浓度为1%时的传热系数比纯水蒸气的传热系数增加约7%左右,而随着浓度增大传热系数减小。
本文通过设计搭建板式换热器凝结换热实验台,研究了不同酒精浓度(0%,1%,2%,5%,10%,20%)、不同蒸汽压力(31.2 k Pa,47.4 k Pa,84.5 k Pa)下,定质量流量的酒精-水混合蒸汽在板式换热器中凝结换热系数随冷却水温的变化特性。实验结果表明:随着冷却水温的增大,换热系数随之增大,几乎呈现出线性变化的关系;低浓度的混合蒸汽(1%,2%)明显高于纯水蒸气的换热系数,随着浓度增大,换热系数下降;随着压力增大,换热系数增强。沿蒸汽流动的方向,换热系数是逐渐下降的。
为了研究不同压力下具有Marangoni效应的混合蒸气在可拆板式换热器中的凝结换热特性,设计并搭建了具有高气密性的板式换热器实验台。通过实验方法,在混合蒸气流速25 m/s的条件下,研究了不同气相酒精质量浓度(0%,1%,10%,50%)在不同蒸气压力(70,80,90 k Pa)下,饱和混合蒸气在可拆板式换热器中的凝结换热和蒸气侧压降随冷却水进口温度变化的特性。板式换热器由三块人字波纹板片组成,换热方式为逆流换热。实验结果表明,在相同蒸气浓度、蒸气流速和冷却水进口温度条件下,高压下的平均换热系数比低压大,而压降相反。蒸气压力对平均换热和压降的影响因混合蒸气酒精浓度的不同而不同,与纯水相比,在低浓度(1%)时,压降几乎相同,而传热系数增大约6%;在中浓度(10%)和高浓度(50%)时,压降明显增大,同时传热系数也有显著降低。
