刮板薄膜蒸发器的传热性能分析及结构设计

刮板薄膜蒸发器是利用高速旋转的刮板将物料分散成均匀的薄膜,从而达到对物料进行浓缩提纯的一种新型的蒸发类设备.它特别适用于高沸点,高粘度和热敏性的物料.目前,国内外关于这类设备的开发研究和推广应用虽然获得了一些进展,但是用于设计计算的数据仍显不足,如何获得蒸发器内的速度分布,温度分布和浓度分布,如何正确分析蒸发器内流体的流动及传热性能分析都是值得研究的问题. 本文在参考国内外大量文献的基础上,利用计算流体力学软件对薄膜蒸发器内的流体流动及传热过程进行了分析模拟,获得了液膜内的速度场和温度场,并且着重分析了刮板的参数如长度,倾角,转速,以及进料量,进料温度,物料粘度等因素对流体流动和传热过程的影响.并且进行了蒸发器设计的工艺计算及结构设计. 模拟计算结果表明,刮板转速和倾角对薄膜蒸发器内流体流动状态影响较为显著:高速使得液膜完全均匀化,有效促进薄膜内流体的径向混合;刮板倾角增大,薄膜内流体的径向速度和总速度均明显增加,通过调节刮板角度可以控制流体在蒸发器内的停留时间;而进料量和物料粘度对薄膜蒸发器筒体内侧料液给热系数的影响较为显著.