[實用新型]采用內插旋流片急擴加速流縮放管的糖液蒸發器

有效

• 申請號: 201120332443.2
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN202237299U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 鄧先和;張連山
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D1/06
• 分類號: B01D1/06;B01D1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及強化傳熱的蒸發器，具體涉及采用內插旋流片急擴加速流縮放管的糖液蒸發器。在此處鍵入技術領域描述段落。?

背景技術

現有的蒸發器技術有多種，例如管殼式蒸發器，板式蒸發器，采用自然對流或強迫對流流動沸騰的蒸發器與采用降膜蒸發的蒸發器等，目前在制糖工業的糖液蒸發器絕大多數是采用傳統的光滑管管殼式蒸發器，傳熱方式是采用自然對流或強迫對流流動沸騰蒸發的傳熱方式，這種蒸發器的優點是機械密封性好，承壓能力高，管程與殼程冷熱兩側流道之間的密封只有管束兩端管子與管板之間的焊接或脹接密封，因此可以應用于高溫與高壓的換熱場合，長期以來在制糖工業中一直沿用。但由于糖液的粘度較大，在光滑管蒸發器中的自然對流或強迫對流的流動沸騰蒸發傳熱操作雷諾數很低，處于層流或過渡流的流動狀態，在管內中心區與近壁區的流體很難作相互置換，流體依靠自身分子擴散與導熱的傳遞效率很低，導致流體中心區與近壁區的糖液濃度與粘度分布會差別很大，這不僅會造成流體近壁的流速緩慢，傳熱系數低下，還會導致近壁區糖液濃度過高而出現壁面嚴重的積垢現象。?

發明內容

為解決現有相關技術存在的缺陷和不足，本實用新型提供一種采用內插旋流片急擴加速流縮放管的糖液蒸發器。?

采用內插旋流片急擴加速流縮放管的糖液蒸發器，包括筒體5及筒體內部由上至下依次設置的上汽室10、上管板8、軸線與筒體軸線重合的中心降液管7、下管板3以及下封頭2，中心降液管7兩端分別與上管板8和下管板3連接，上汽室10內設置有氣液分離器9，下封頭2底部設置有管程糖液出口1，下封頭2底部的環套管道還設置有管程糖液入口13，上汽室10頂部設置有管程二次蒸汽出口11，上管板8與下管板3之間的筒體外部設置有殼程一次蒸汽入口12及殼程冷凝水出口4，所述殼程冷凝水出口4緊貼下管板3上方，還包括管體兩端分別與上管板8和下管板3連接的內插旋流片急擴加速流縮放管6。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6中旋流片沿軸向均勻間隔分置，旋流片的長度為管徑的1倍～15倍，扭率為1～6，旋流片間距為管徑的1倍～50倍。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6的管段按管內流體運動方向按先急擴后漸縮的錐形曲面方向安裝。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6的管徑尺寸為20mm～70mm。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6的急擴錐形曲面長度為漸縮錐形曲面長度的2倍～15倍，周期性肋間距為肋深的5倍～15倍，肋深為管徑的2%～10%。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6的管段按管內流體運動方向按先急擴后漸縮的錐形曲面方向安裝。?

所述內插旋流片急擴加速流縮放管6沿筒體環形區域呈三角形、方形或環形排列。?

進一步的，所述氣液分離器9由多層方向相反的人字形條狀金屬板阻液層構成。?

人字形條狀金屬板阻液層的夾角為30°～120°，金屬板寬度為20mm～200mm，板厚度為1mm～10mm，氣液分離器9的長度為上汽室10的內側徑向距離。?

多層方向相反的人字形條狀金屬板阻液層使得蒸汽經反復折流逐層向上流動，可有效分離其攜帶的液滴，起到氣液分離的作用。?

內插旋流片急擴加速流縮放管可以有效提高管內流體的傳熱系數，而且對在自然對流或強迫對流流動沸騰條件下傳熱的糖液而言，可對傳熱管近壁流體與中心區流體作有效的局部置換，使得流體中心區與近壁區的糖液濃度分布與粘度分布的不均勻性會顯著減少，提高流體質量與熱量的對流擴散能力，在提高傳熱效率的同時也可有效減輕近壁區糖液因濃度高而出現的壁面積垢現象。因此糖液蒸發器可顯著提高傳熱管管內流體對流傳熱系數，有效改善流體中心區與近壁區糖液濃度分布與粘度分布不均的現象，提高流體質量與熱量的對流擴散能力與減少壁面積垢。?

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：?

（1）本實用新型的糖液蒸發器采用內插旋流片急擴加速流縮放管，利用其周期性非對稱的急擴與漸縮曲面及內插旋流片對流體有近壁周期性置換與擾動的功能，改變流體在近壁區的流向與提高湍流度，可產生較強的傳熱場協同作用，在流體輸送功耗相同的條件下，與光滑傳熱管相比可大幅提高流體的對流傳熱系數；

（2）本實用新型在糖液蒸發器中采用內插旋流片急擴加速流縮放管替代光滑傳熱管，對在自然對流或強迫對流流動沸騰條件下傳熱的糖液而言，可對傳熱管近壁流體與中心區流體作有效的局部置換，使得流體中心區與近壁區糖液濃度分布與粘度分布的不均勻性會顯著減少，提高流體質量與熱量的對流擴散能力，減輕近壁區糖液因濃度高而出現的壁面積垢現象。