[發明專利]半橢圓管降膜蒸發器

在審

• 申請號: 201710048023.3
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106823423A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 周亞素;彭泰銘;王曉玲;王宇彤;趙靈運;張永才;費一超
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22;B01D1/30
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 宋纓,孫健

技術領域

本發明屬于降膜蒸發的技術領域，特別是涉及一種半橢圓管降膜蒸發器。

背景技術

水平管降膜蒸發器，管外發生液體蒸發相變換熱，管內發生蒸汽冷凝相變換熱，在其傳熱管兩側均發生相變傳熱，傳熱系數很高，并且具有真空低相變溫度、小溫差傳熱運行的特點，高效傳熱傳質、節能的優點相當突出，近年來在MVR蒸發系統中應用發展迅速。

但是，目前的強化傳熱技術大都存在一個普遍問題。圓形的傳熱管雖然迎流面積大，但是，成膜流體略過傳熱管半管截面時就會發生邊界層分離，在其底部形成較寬的分離區，流體脫離傳熱管壁面，不但造成傳熱效果差，而且會產生較大的形狀阻力，嚴重時還會引起渦激振動對傳熱管造成直接的破壞。因此，圓形截面在很多情況下不能滿足生產節能以及一些特殊情況的需要，引起了人們對異型管的興趣。另外，傳熱強化的同時還伴隨著流動阻力的大幅增加，流動阻力的增大幅度甚至大于傳熱的增大幅度，如何在強化換熱的同時減小流動阻力的增加，成為制約強化換熱技術發展的一個瓶頸，因此高效低阻強化換熱元件的開發和研究具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種半橢圓管降膜蒸發器，改善傳熱管導流性能，減小成膜流體在傳熱管底部的分離區和流體尾部的渦流區，增大單位截面內的換熱面積，降低流體繞流阻力，提升換熱效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種半橢圓管降膜蒸發器，包括主體、布液器、成束的換熱管、除霧器、進氣管箱和排氣管箱，所述布液器設置于主體內部的上方，所述除霧器連接到主體的上部，所述主體的一端安裝有進氣管箱、另一端安裝排氣管箱，所述進氣管箱和排氣管箱相對設置，所述換熱管設置于主體內部、布液器的下方，所述換熱管一端連接到進氣管箱、另一端連接到排氣管箱，所述換熱管的上部半管為半圓管、下部半管為半橢圓管。

作為本發明一種優選的實施方式，所述主體內部的換熱管為由下至上的多管程結構，各管程的換熱管兩端分別與進氣管箱和排氣管箱連通，相鄰管程的換熱管內部的蒸汽流動方向相反、蒸汽整體呈由下至上的S形流動，由下至上各管程的換熱管數量根據蒸汽冷凝后剩余蒸汽量的減少而減少。

作為對上述實施方式的進一步改進，所述換熱管在同一管程內彼此平行設置。

作為本發明另一種優選的實施方式，所述排氣管箱與外部真空泵連接。

有益效果

在本發明中，將上半圓下半橢圓的換熱管代替了傳統的圓形換熱管：一方面改善傳熱管下半部分的導流性能，使得流體脫離傳熱管壁面距離傳熱管底部的高度降低，從而減小成膜流體在傳熱管底部的分離區和流體尾部渦流區，既能夠增大單位截面內的換熱面積，又降低了渦流對流體產生的形狀阻力，使換熱更加穩定；另一方面，傳熱管下半部分的半橢圓管可以使得小液滴更容易融合形成大液滴，使得管壁上凝結液體的排泄速度加快，液膜層厚度較傳統的圓形換熱管薄得多，有利于提高換熱效率，從而提高蒸發效率。

另外，本發明根據蒸汽冷凝后剩余量的減少對換熱管進行了多管程布設，合理設計不同管程換熱管的數量，保證各管程換熱管內蒸汽的流量基本相同，使不同管程換熱管都保持較高換熱效率，減少了管材使用量。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明換熱管的截面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

如圖1所示的一種半橢圓管降膜蒸發器，包括主體1、布液器3、若干換熱管5、除霧器4、進氣管箱6和排氣管箱2。

布液器3設置于主體1內部的上方，除霧器4連接到主體1的上部。主體1的一端安裝有進氣管箱6，另一端安裝排氣管箱2，進氣管箱6和排氣管箱2相對設置，排氣管箱2與外部真空泵7連接。