超聲波強(qiáng)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(shù)輔助物料蒸發(fā)濃縮的一種新型蒸發(fā)設(shè)備，它特別適用于易結(jié)垢、易發(fā)泡及高沸點(diǎn)物料的濃縮。由于超聲波技術(shù)強(qiáng)化液體蒸發(fā)傳熱的機(jī)理性研究不足及沸騰傳熱的復(fù)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(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相當(dāng)匱乏。本文以自來水為實(shí)驗(yàn)物料，研究超聲蒸發(fā)器的傳熱性能，并分析了超聲波強(qiáng)化蒸發(fā)的程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)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(qiáng)化傳熱系數(shù)的影響得出:強(qiáng)化效率隨著超聲功率密度的增強(qiáng)，先增大至25.29％而后減小;隨蒸發(fā)溫度的提高，強(qiáng)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(jìn)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(yīng)面分析法對超聲蒸發(fā)動力學(xué)過程進(jìn)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(jìn)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(guān)系數(shù)97.09％和預(yù)測精度高達(dá)91.89％，可用于估計(jì)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