30吨船舶海水淡化装置结构与系统设计

发布时间：2023-06-05 01:15

　　水平管降膜蒸发技术是一种高效的节能换热技术,在够小温差条件下充分利用相变释放或吸收的潜热能,显著提升系统的换热性能,加之其对热源品质要求不高,能够充分利用工业余热等低品位热源,因而被广泛应用于海水淡化系统、石油化工系统、空调制冷系统、低品位余热利用系统等领域。在环保压力越来越大的今天,研究和发展高效节能的换热技术对社会经济发展有重要意义。在远洋船舶系统中,淡水对船员生活和船舶的运行至关重要,而由于船体航运能力及成本限制,远洋船舶不适于携带大量的淡水,因此如何合理的利用船舶动力装置的余热进行海水淡化,为远洋船舶提供稳定且持续的淡水供给。本文根据某特定远洋船舶的运行参数,提出了一套适用的船舶的单效蒸馏法海水淡化装置。设计了海水淡化系统中的蒸汽发生器、多效蒸发器及冷凝器等装置,运用水平管降膜技术设计海水淡化装置的核心部件蒸发器,已改善目前通用的海水淡化机存在的易结垢,效率低的问题,根据设计参数,对系统中需要的零部件进行选型。利用Fluent软件对已经设计好的多效蒸发器内部的换热管进行数值分析,验证系统设计的合理性。对换热管束中的局部进行建模和网格划分后,对降膜铺展过程进行数值模拟分析。研究因...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 船舶海水淡化研究背景
    1.2 海水淡化技术分类
    1.3 国内外相关研究概况及发展现状
        1.3.1 国内外海水淡化技术发展概况
        1.3.2 低温多效蒸发技术研究现状
        1.3.3 船舶海水淡化系统研究现状
    1.4 本文研究内容
2 船舶海水淡化系统设计
    2.1 船用海水淡化装置工作原理及设计
    2.2 船用海水淡化装置的系统设计
        2.2.1 蒸汽发生器选型和设计
        2.2.2 三效蒸发器选型和设计
        2.2.3 冷凝器设计
    2.3 本章小结
3 船舶海水淡化系统理论计算与设计
    3.1 柴油机余热计算
    3.2 蒸汽发生器理论计算
        3.2.1 管内传热膜系数计算
        3.2.2 管外传热膜系数计算
    3.3 冷凝器理论计算
        3.3.1 冷凝器传热系数计算
        3.3.2 冷凝器压降计算
    3.4 本章小结
4 船舶海水淡化系统热力数学模型
    4.1 船舶海水淡化系统数学模型假设条件
    4.2 蒸汽发生器数学模型
    4.3 多效蒸发器数学模型
    4.4 冷凝器数学模型
    4.5 船舶余热海水淡化系统数学模型求解
    4.6 船舶海水淡化系统计算结果
    4.7 本章小结
5 船舶海水淡化系统结构设计
    5.1 选型
    5.2 装置工艺条件
    5.3 多效蒸发器结构设计
        5.3.1 换热管尺寸及材质选择
        5.3.2 管束排列方式
    5.4 喷淋管结构设计
    5.5 其他附件选用
        5.5.1 除雾器
        5.5.2 其他附属部件
    5.6 本章小结
6 管外液膜分布数值模拟
    6.1 数值模拟机软件简介
    6.2 多相流计算模型介绍
    6.3 自由表面处理方法
        6.3.1 VOF模型界面重构技术
        6.3.2 连续表面张力模型(CSF)
    6.4 降膜流动过程中橫管外液膜铺展规律
    6.5 计算模型及模型初始化
        6.5.1 橫管降膜流动中二维模型建立
        6.5.2 数值模型求解方法
        6.5.3 橫管降膜流动中二维模型建立
    6.6 边界条件设定及求解
    6.7 模拟结果
        6.7.1 横管降膜流动成膜过程
        6.7.2 喷淋密度对周向液膜分布影响
        6.7.3 管间距对液体流动和膜厚分布影响
        6.7.4 管径大小对液膜厚度影响
        6.7.5 管束排列方式对液膜分布及膜厚影响
    6.8 本章小结
7 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3831394