超聲波強化蒸發(fā)傳熱性能研究.pdf

1、超聲蒸發(fā)器是利用超聲波技術輔助物料蒸發(fā)濃縮的一種新型蒸發(fā)設備，它特別適用于易結垢、易發(fā)泡及高沸點物料的濃縮。由于超聲波技術強化液體蒸發(fā)傳熱的機理性研究不足及沸騰傳熱的復雜性，目前鮮有超聲蒸發(fā)裝置用于工業(yè)生產(chǎn)的報道，且適用于超聲蒸發(fā)器設計計算的基礎數(shù)據(jù)相當匱乏。本文以自來水為實驗物料，研究超聲蒸發(fā)器的傳熱性能，并分析了超聲波強化蒸發(fā)的程度。實驗結果表明:
　　1)利用單因素法得出各主要操作參數(shù)對超聲蒸發(fā)器性能的影響:傳熱系數(shù)，蒸發(fā)效

2、率，蒸發(fā)速率隨著蒸發(fā)溫度，進料流量的增加而增大，隨超聲波功率密度的提高先增大后減小。
　　2)通過分析各主要參數(shù)對超聲波強化傳熱系數(shù)的影響得出:強化效率隨著超聲功率密度的增強，先增大至25.29％而后減小;隨蒸發(fā)溫度的提高，強化效率由29.85％逐漸減小至24％左右，然后趨于穩(wěn)定;隨傳熱溫差的提高基本穩(wěn)定在20％;隨進料流量的增加由19.4％緩慢增大至22.55％。超聲波作用于蒸發(fā)器時，傳熱系數(shù)提高17.06％～29.85％。

3、r>　　3)分別采用正交法和響應面分析法對超聲蒸發(fā)動力學過程進行了回歸分析，得出各主要操作參數(shù)對超聲蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)敏感性:傳熱溫差＞蒸發(fā)溫度＞進料流量＞超聲功率密度。分析對比了所得多元線性回歸模型和多元二次回歸模型:多元二次回歸模型的相關系數(shù)97.09％和預測精度高達91.89％，可用于估計不同參數(shù)條件下傳熱系數(shù)。并且得出超聲蒸發(fā)裝置的最佳操作條件:蒸發(fā)溫度85℃，處理量481/h，功率密度0.7455W/cm2，傳熱溫差20℃，傳