氣液傳熱是指發生在氣液兩相流體之間的傳熱。
基本介紹
- 中文名：氣液傳熱
- 外文名：gas-liquid heat-transfer
- 基本釋義：發生在氣液兩相流體之間的傳熱
- 分類：熱力學
- 領域：能源
- 學科：物理化學
多級霧化,氣液交叉流,多孔結構套用,矩形螺旋通道,脫硫塔,熱管技術,
多級霧化
多級霧化超重力旋轉床是一種新型的傳質設備，具有阻力損失小、傳質效率高、結構緊湊、質量輕、投資省的優點，已經套用於鍋爐煙氣脫硫中。在進行脫硫反應時，低溫的吸收液與高溫的煙氣相接觸，煙氣的溫度下降、濕度上升；而吸收液的溫度上升，水分蒸發。文獻根據噴霧理論和Lewis方程，對整個過程進行了模擬，噴霧區的氣液兩相出口參數通過計算的方法進行了模擬。計算結果和實驗測定值吻合良好。
文獻則採用空氣冷卻熱水方式，對錯流型旋轉填料床進行傳熱性能試驗。試驗結果表明：比表面積、體積傳熱係數、以濕度為基準的氣相體積傳質係數均與霧化次數有顯著關係，二次霧化比一次霧化增加21%，三次霧化比二次霧化增加18%，而與液流量無關。傳熱係數、以濕度為基準的氣相體積傳質係數不隨霧化次數和液流量變化。從而揭示出錯流型旋轉填料床強化氣液傳熱的機理是由於將液滴霧化，極大地增加了傳熱面積，而不是提高了傳熱係數和以濕度為基準的氣相體積傳質係數。錯流型旋轉填料床經過三級霧化後，體積傳熱係數可達98 kW/(m3·K),結構更緊湊.
氣液交叉流
文獻建立了氣液交叉流冷凝過程的傳熱傳質模型並給出其動力學參數的表達式，通過實驗研究了不同工況下高溫含濕氣體橫掠冷卻液柱流陣列的熱質傳遞特性，獲得傳熱、傳質係數。研究表明，錯列排列對應的傳熱、傳質係數值為直列排列對應值的1.2~1.4倍；液柱流動誘發氣液界面附近的氣體發生湍動以及氣體繞流液柱引起的自身湍動，分別是低氣速和高氣速條件下強化氣液相間傳熱傳質的主要因素；該研究體系下路易斯準數在0.75~0.85範圍內。
多孔結構套用
氣液分離強化傳熱多孔結構，由於氣體、液體在多孔壁面有著不同的力學行為，使得氣液兩相在多孔壁面發生分離，氣體不能進入多孔壁面結構，液體則能自由進入，從而形成氣體始終沿管壁運動，液體則在管中心流動這一高效傳熱流態。多孔壁面的毛細力對氣液分離有著重要的影響。文獻採用一種新穎的毛細力測試方法——紅外熱像測試法測試了多孔強化結構的毛細力，研究發現，多孔結構的毛細力與使用的粉末材料形狀、顆粒尺寸及填充孔隙率有關。其中對毛細力影響最大的是粉末顆粒形狀，顆粒尺寸次之，孔隙率最弱。
矩形螺旋通道
文獻採用Eulerian模型對矩形截面螺旋通道內氣液兩相流進行數值模擬，研究了螺旋通道內不同軸向位置氣液兩相流動的速度分布、相分布和溫度分布特性，並分析無量綱螺距對速度分布、溫度分布、單位長度壓降和換熱係數的影響。對水動力模型數值結果與實驗結果、傳熱模型數值結果與實驗關聯式進行對比，結果表明：在一定範圍內，無量綱螺距的增加使得速度場、溫度場變化梯度增大，同時壁面換熱係數稍有增大；超過無量綱螺距臨界值，速度場和溫度場的變化梯度隨無量綱螺距的增加而減小；隨著無量綱螺距的增加，單位長度平均壓降稍有增加，並且增加的幅度逐漸減小；無量綱螺距對相分布特性幾乎無影響；隨著入口截面含氣率的增加，單位長度平均壓降和換熱效果提高。
脫硫塔
文獻對大型濕法脫硫塔噴淋段內部的氣液兩相流動和傳熱過程進行模擬，並將模擬結果同現場運行數據進行對比，結果表明：良好的噴淋層和噴嘴布置可對塔內煙氣流動起到很好的整流作用；在煙氣入口對面的漿液池上方存在一氣相的最高壓區；原煙氣的高速沖入對漿液滴的運動軌跡產生明顯的影響，使得煙氣入口處形成了一個斜向下呈帶狀的液滴濃度高值區；噴淋塔內溫度梯度變化較大的區域在靠近吸收塔入口的位置，且此區域隨煙氣量的增大而擴大——簡單忽略塔內氣相溫度場的不均勻性勢必將給計算帶來誤差；噴淋塔內的氣相溫度場和水蒸氣濃度場分布有明顯的一致性規律，證明了塔內的降溫過程主要為蒸發冷卻。
熱管技術
熱管技術首先於1944年由美國人高格勒（R·S·Gaugler）所發現，並以“熱傳遞裝置”（Heat Transter Device）為名取得專利，當時因未顯示出實用意義，而沒有受到應有的重視。直到六十年代初期，由於宇航事業的發展，要求為宇航飛行器提供高效傳熱組件，促使美國洛斯——阿拉莫斯科學實驗室的格羅弗（G·M·Grover）於1964年再次發現這種傳熱裝置的原理，並命名為熱管（Heat Pipe），首先成功地套用於宇航技術，之後引起了各國學者的極大興趣和重視。熱管技術於上世紀七八十年代進入中國。
熱管是一種具有高導熱性能的傳熱組件，它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量，具有極高的導熱性、良好的等溫性、冷熱兩側的傳熱面積可任意改變、可遠距離傳熱、可控制溫度等一系列優點。由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小、有利於控制露點腐蝕等優點。目前已廣泛套用於冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機械等行業中，作為廢熱回收和工藝過程中熱能利用的節能設備，取得了顯著的經濟效益。
