[实用新型]一种立式降膜蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械装置设计领域，具体涉及一种用于石油、化工、食品、制药及海水淡化等行业中蒸发浓缩过程或废液处理过程所使用的蒸发器。 

背景技术

降膜蒸发器是日常工业中广泛使用的一种蒸发器。采用降膜蒸发过程的传热，可以提高设备热效率，减少换热面积，节省设备投资，具有很大的经济效益和社会效益。随着降膜蒸发器在日常的工农业生产中发挥着越来越重要的作用，在降膜蒸发器的开发、研制过程中，研究者越来越关心如何尽可能地减少实验装置的体积并尽量提高蒸发装置传热效率。降膜蒸发传热与流动性能的研究定将会指导我们更加科学、合理地开发、设计、生产、制造出高性能低能耗的降膜蒸发器，从而实现利益的最大化。 

在降膜蒸发传热中，液膜的流动状态是最重要的参数之一。液膜分布是否均匀，液膜厚度，及液膜下流速度是否合适等等都是需要我们重点考虑的内容。在液膜流动特性方面，由于流动的复杂性，现有实验研究技术无法得到表面波内部流动与传质过程的细节，目前主要是通过基于数值模拟的结果进行理论分析，研究范围从液膜初始发展段、层流到充分发展湍流的各个阶段，内容涉及流动表面波的形态和发展，表面孤立波内的湍流流动与传热传质特性，液膜流动的非线性演化、稳定性和破断历程，以及考虑各种实际应用因素的影响。 

在传热强化方面，主要是从降膜流动表面的几何形状、结构和物理化学性质对降膜流动传热传质特性的影响来进行研究。宋继田等对凹凸相间异形竖板降膜蒸发器的研究表明，降膜表面的波纹能够促进降膜的湍动，提高降膜速度，改善传热性能，且料液不易结垢（宋继田，徐尧润，刘振义等．异形竖板降膜蒸发器的性能研究．食品与机械，2001，1，26～28）。乔梁等（乔粱，刘东亮，史晓平等．管内插螺旋线的降膜蒸发传热性能研究．河北工业大学学报，2003。32(4)，30～34）对管内插螺旋线的降膜蒸发传热进行实验研究表明，插入螺旋线与光管相比，传热膜系数可提高20％以上。Pontcr等（Ponter A.B.et al..The influence of mass Transfer on Liquid Film Breakdown.International Journal of Heat and Mass Transfer，1967， 10(3)，355）的研究结果表明，表面润湿性较差的管子，蒸发传热膜系数不随喷淋密度变化；润湿性好的管子，蒸发传热膜系数随喷淋密度的增大而增大。马学虎等（马学虎，高大志，兰忠等．功能表面材料与流体界面相互作用对垂直降膜流动特性的影响.高校化学工程学报，2004，18(3)，269～274）的结果表明，降液膜平均厚度随固表面自由能差的增大而减小。 

现有的蒸发器都存在一定的成膜不均匀的问题，对降膜蒸发的工业过程产生一定的影响。 

实用新型内容

为克服传统的降膜蒸发器结构上存在的缺陷及成膜不均匀的缺点，本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构简单、成膜均匀的竖管降膜蒸发器，从而提高加热管换热效率。 

本实用新型的技术方案是，一种立式降膜蒸发器，包括壳体、壳体内的液体分布器、位于液体分布器下方的管板、嵌于管板内的导流管以及导流管下端的换热管，所述液体分布器为双层筛板式分布器，上下两层筛板上都开有若干小孔，所述双层筛板式分布器上设有与下方连通的导流渠；在所述双层筛板式分布器和管板间设有一布液盘，所述布液盘底部开有一定数量均匀小孔； 

液体从入口进入双层筛板式分布器后，藉由筛板上的小孔和导流渠均匀流入所述布液盘上，再由所述布液盘上的小孔均匀流到管板上。 

其中，所述导流管管壁上在同一水平面上设有若干个相同的窗口，在管壁上设置出开口形状后，一侧保留在管壁上，其余部分向管内弯入，形成类似于半开门结构的窗口。 

进一步的，所述导流管管壁上的窗口开口形状为矩形。 

在本实用新型的立式降膜蒸发器中，所述传热管侧面开竖槽，形成横截面类似齿轮的结构。 

进一步地，所述壳体外侧设置有能自由伸缩的膨胀节结构。 

其中，所述导流管下部插入换热管上端，并与换热管内壁完全契合；所述导流管上设有用于控制其插入深度的定位装置。 

进一步地，所述换热管上设置有折流板。折流板可以与换热管垂直设置，可以提高壳侧的流速，流动从层流到紊流，增大换热系数，迫使流动垂直冲刷过管束。 

本实用新型的技术原理是： 

本实用新型降膜蒸发器比传统蒸发布液器布膜效果好，传热效率高具有很大优势。