薄膜蒸發器傳熱蒸發性能的實驗研究

薄膜蒸發器由于其刮板的機械刮擦成膜作用,使處理的物料在蒸發表面停留時間短而受熱效果好,適用于蒸發濃縮高粘性、熱敏性或易結晶物料,已經廣泛應用于化工、醫療、食品及輕工等行業1-3)。國內外對薄膜蒸發器的傳熱系數和蒸發效率進行了大量的實驗室研究,但由于蒸發傳熱及刮板刮擦成膜的復雜性,用于蒸發設計計算的液膜側傳熱系數主要是液膜受熱的數據。對蒸發器的蒸發實驗多以水為介質,有關粘性料液的傳熱數據則報道較少。筆者通過數值模擬分析表明,薄膜蒸發器內粘性料液和純物質水的速度分布存在差異，粘性料液薄膜內尚沒有形成明顯的傳遞邊界。對高粘度料液而言,基于堿液蒸發濃縮開發的機械攪拌式薄膜蒸發器結構從動量和熱量傳遞角度而言,尚有進一步優化設計的余地。
本文在自行研制的F=0.4㎡薄膜蒸發器實驗測試裝置的基礎上,通過改變薄膜蒸發器的操作參數對純物質水及燒堿溶液進行傳熱蒸發實驗,進一步探討各工藝操作參數及料液粘性對傳熱蒸發性能的影響,與數值模擬結果進行比較,從而為薄膜蒸發器設備從結構和操作工藝上進行優化奠定基礎。