自由降膜传热传质数值模拟技术进展_陈彦泽论述.pdfVIP

　第 24 卷第 4 期 化学工业与工程技术 Vol.24 N o .4 　 2003 年 8 月 Journal of Chemical Industry Engineering Aug ., 2003 自由降膜传热传质数值模拟技术研究进展 陈彦泽1 , 2 , 丁信伟1 , 周一卉1 (1.大连理工大学 化工学院 , 辽 宁 大连 　116012;2.石油大学 机电工程学院 , 山东 东营 　257062) 　　摘要 :自由降膜过程在许多工业领域 , 特别是在石 油化工 工业中 有着非 常广泛 的应用 。 近 年来 , 随 着计算机 技术的发展 , 采用理论分析 、数值模拟和实验相 结合的 技术手段 , 对 降膜传 热传质过 程进行 了 深入的研究 , 为优化降膜传热传质过程和新型设备的 开发提供了理论基础 。 关键词 :自由降膜 ;模型 ;数值模拟 中图分类号 :T Q 021.1　文献标识码 :A 　文章编号 :1006-7906(2003)04 -0004 -07 　　自由降膜是在石油化工 、化学 、能源 、材料 、污水 型 , 它将复杂的流动阻力问题归结为一层停滞的膜 , 处理 、核工业以及制冷工业等领域有着广泛应用的 这和实际情况相比误差较大 。随后进一步发展起来 重要物理过程 , 具有传热系数高 、热损失率小 、效率 的理论有 Higbie 的渗透理论(Penetration Theory)、 高 、操作稳定等显著优点 , 特别是在化学工业以及核 Danckwerts 的表面更新理论(Surface Renew al The- 工业中降液膜的蒸发或冷却过程的研究始终受到重 ory)、Whitman 和 Lew is 的双阻理论(Two resistance 视 。 theo ry 或称双膜理论)等[ 1] 。 其中 , 双阻理论得到了 自由降膜以流体力学 、传热学和多相流动理论 非常广泛的应用 , 其模型示意见图 1 。 随后提出的 为基础 , 涉及传热 、传质 、相变 、湍流 、化学反应等复 许多模型大都是在以上理论的基础上 , 特别是在著 杂过程 。 自由降膜过程根据液相降膜和??相之间的 名的双阻理论和表面更新理论的基础上 , 根据实际 相对运动关系可以定义为错流 、并流和交叉流三种 条件发展起来的 。 但早期的模型一般都假设自由降 情况 。按降膜表面的形式和位置又可以分为圆管和 膜为层流流动过程 , 较少涉及复杂的湍流流动以及 异形管(管内 、管外)、平面(板)和异形表面(翅片 、波 表面波动情况下的问题 。 近年来 , 由于认识到湍流 纹 、横肋和凹槽等)降膜以及相应的垂直和倾斜表面 以及波动的特性对传热传质的巨大影响 , 越来越多 等多种情况 。还可以按应用分类 , 如采用降膜的蒸 的研究人员已在研究中考虑到湍流和降膜表面波动 发 、蒸馏 、冷却 、吸收 、干燥 、除湿 、增湿 、结晶 、分离以 问题 。 及化学反应等 。 随着计算机技术及其相关的科学技术日新月异 的发展 , 特别是计