基于激光吸收光谱技术的水平管外降膜蒸发过程
发布时间：2021-11-23 11:15
液膜流动现象广泛地存在于各种工业过程中,液膜流动过程中各参数高精度测量对于理解相关过程及其传热机理至关重要。基于激光吸收光谱技术研究水平管外降膜蒸发过程中液膜厚度变化,通过测量管壁和液膜温度计算出液膜传热系数,对不同喷淋密度（0. 16/0. 24/0. 32 kg/（m·s））和管内热水进口温度（40/50/60℃）下液膜厚度及传热系数的变化进行分析。结果表明,液膜平均厚度和传热系数随喷淋密度的增大而增大。当管内热水进口温度恒定时,随着喷淋密度的增大,传热系数随厚度的增大而增大;当液膜喷淋密度恒定时,随着管内热水进口温度的增大,厚度基本不变,传热系数增大。
【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
激光波数位置7 040.8 cm-1对应的吸收截面积及其关于温度的线性拟合曲线
本文采用图像法对基于DLAS技术测量水平管外降膜蒸发过程中液膜厚度的精度进行验证。图像法采用LED作为背景光源，CCD相机(IMI TECH)结合远心镜头(XF-MT0.8X110V0.51)对液膜图像进行实时捕捉，并将采集的图像传输至计算机内进行分析和处理。图3表示当喷淋密度为0.24 kg/(m·s)时，DLAS传感和图像法测得的水平管外降膜过程液膜厚度变化情况。结果表明DLAS技术和图像法测得的液膜平均厚度分别是222.66和232.81μm，两者之间的误差为4.55%，且两种方法测得的液膜厚度变化趋势吻合良好。
图3表示当喷淋密度为0.24 kg/(m·s)时，DLAS传感和图像法测得的水平管外降膜过程液膜厚度变化情况。结果表明DLAS技术和图像法测得的液膜平均厚度分别是222.66和232.81μm，两者之间的误差为4.55%，且两种方法测得的液膜厚度变化趋势吻合良好。图4中液膜厚度近似于“正弦”波动主要是由于蠕动泵运行时泵头里的两个转辊子之间的一段泵管内会形成“枕”形流体，泵头内的转辊子转动会产生连续的“正弦”形脉冲流。其中，每个“正弦”波上出现的凸起是由于液柱冲击管壁对液膜的扰动而引起的。当管内热水进口温度为40℃、喷淋密度为0.16/0.24/0.32 kg/(m·s)时液膜厚度变化趋势如图4所示，基于DLAS技术测得的液膜平均厚度为211.79/224.63/230.94μm，计算得到的液膜传热系数为2 216.69/3 356.15/4 259.23 W/(m2·℃)。可见，随着喷淋密度的增大，液膜平均厚度和传热系数都逐渐增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平管外降膜传热性能的数值模拟及实验研究[J]. 陈自刚,王书冯,来盛旺,李庆生. 化工机械. 2018(06)
[2]水平管外降膜蒸发传热特性的数值模拟[J]. 杨洛鹏,邹振宇,李红有. 热能动力工程. 2017(10)
[3]基于激光光谱法的尿素水溶液液膜多参数测量[J]. 石建伟,吴威,杨荟楠,苏明旭,蔡小舒. 化工学报. 2017(01)
[4]波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断技术适用情况讨论[J]. 杨斌,潘科玮,杨荟楠,黄斌,刘佩进. 上海理工大学学报. 2015(05)
[5]水平管外R404A降膜蒸发传热的实验研究[J]. 欧阳新萍,邱雪松,姜帆. 制冷学报. 2014(01)
[6]水平管外降膜流动液膜厚度的测量及分析[J]. 郭斌,李会雄,郭笃鹏. 工程热物理学报. 2011(01)
[7]金属表面流动液膜厚度的电导法测量技术研究[J]. 王文武,李春国,王新军,吴其林. 东方汽轮机. 2010(01)
[8]水平管外降膜蒸发传热性能实验研究[J]. 齐鲁山,马虎根,李长生,罗忠. 上海理工大学学报. 2010(01)
[9]垂直自由下降液膜厚度的瞬时无接触测量研究[J]. 阎维平,李洪涛,叶学民,谷根代. 热能动力工程. 2007(04)
[10]数字图像技术在液膜厚度测量中的应用[J]. 盛伟,李洪涛. 东北电力技术. 2007(02)
本文编号：3513765
【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
激光波数位置7 040.8 cm-1对应的吸收截面积及其关于温度的线性拟合曲线
本文采用图像法对基于DLAS技术测量水平管外降膜蒸发过程中液膜厚度的精度进行验证。图像法采用LED作为背景光源，CCD相机(IMI TECH)结合远心镜头(XF-MT0.8X110V0.51)对液膜图像进行实时捕捉，并将采集的图像传输至计算机内进行分析和处理。图3表示当喷淋密度为0.24 kg/(m·s)时，DLAS传感和图像法测得的水平管外降膜过程液膜厚度变化情况。结果表明DLAS技术和图像法测得的液膜平均厚度分别是222.66和232.81μm，两者之间的误差为4.55%，且两种方法测得的液膜厚度变化趋势吻合良好。
图3表示当喷淋密度为0.24 kg/(m·s)时，DLAS传感和图像法测得的水平管外降膜过程液膜厚度变化情况。结果表明DLAS技术和图像法测得的液膜平均厚度分别是222.66和232.81μm，两者之间的误差为4.55%，且两种方法测得的液膜厚度变化趋势吻合良好。图4中液膜厚度近似于“正弦”波动主要是由于蠕动泵运行时泵头里的两个转辊子之间的一段泵管内会形成“枕”形流体，泵头内的转辊子转动会产生连续的“正弦”形脉冲流。其中，每个“正弦”波上出现的凸起是由于液柱冲击管壁对液膜的扰动而引起的。当管内热水进口温度为40℃、喷淋密度为0.16/0.24/0.32 kg/(m·s)时液膜厚度变化趋势如图4所示，基于DLAS技术测得的液膜平均厚度为211.79/224.63/230.94μm，计算得到的液膜传热系数为2 216.69/3 356.15/4 259.23 W/(m2·℃)。可见，随着喷淋密度的增大，液膜平均厚度和传热系数都逐渐增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水平管外降膜传热性能的数值模拟及实验研究[J]. 陈自刚,王书冯,来盛旺,李庆生. 化工机械. 2018(06)
[2]水平管外降膜蒸发传热特性的数值模拟[J]. 杨洛鹏,邹振宇,李红有. 热能动力工程. 2017(10)
[3]基于激光光谱法的尿素水溶液液膜多参数测量[J]. 石建伟,吴威,杨荟楠,苏明旭,蔡小舒. 化工学报. 2017(01)
[4]波长扫描直接吸收光谱法燃烧诊断技术适用情况讨论[J]. 杨斌,潘科玮,杨荟楠,黄斌,刘佩进. 上海理工大学学报. 2015(05)
[5]水平管外R404A降膜蒸发传热的实验研究[J]. 欧阳新萍,邱雪松,姜帆. 制冷学报. 2014(01)
[6]水平管外降膜流动液膜厚度的测量及分析[J]. 郭斌,李会雄,郭笃鹏. 工程热物理学报. 2011(01)
[7]金属表面流动液膜厚度的电导法测量技术研究[J]. 王文武,李春国,王新军,吴其林. 东方汽轮机. 2010(01)
[8]水平管外降膜蒸发传热性能实验研究[J]. 齐鲁山,马虎根,李长生,罗忠. 上海理工大学学报. 2010(01)
[9]垂直自由下降液膜厚度的瞬时无接触测量研究[J]. 阎维平,李洪涛,叶学民,谷根代. 热能动力工程. 2007(04)
[10]数字图像技术在液膜厚度测量中的应用[J]. 盛伟,李洪涛. 东北电力技术. 2007(02)
本文编号：3513765
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