废弃钻井液刮膜蒸发中传热规律研究-热能工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确 的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 日期： 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学 位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开 阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 论文作者签名： 日期： 导 师 签名： 日期： I 中文摘要 论文题目：废弃钻井液刮膜蒸发中传热规律研究 专 业：热能工程 硕 士 生：李瑞民(签名) 导 师：孔松涛(签名) 摘 要 刮膜薄膜蒸发器,又称旋转薄膜蒸发器或搅拌薄膜蒸发器,是一种高效的蒸发器，其最 显著的特点就是在蒸发器中加入了刮板，使得料液在蒸发过程中增加了扰动。一方面有效 削弱了结垢的问题，另一方面使得传热性能得到显著提高。但是，由于刮膜蒸发过程极为 复杂，涉及到很多种因素的影响，小范围内的误差都会产生很大的偏差。单独用实验的方 式研究刮膜蒸发规律，由于实验条件的限制很难避免大量的误差产生，而采用模拟与实验 结合的方式会极大的降低误差的产生。本文在实验研究的基础上，采用 fluent 模拟仿真 研究了各因素与刮膜蒸发器传热系数的规律，本文主要研究内容及结论如下： （1）首先通过实验研究了进料流量及进料温度刮膜蒸发过程中传热性能的影响，实 验结果表明进料温度对蒸发传热系数有显著的影响。说明在进入蒸发器前进行适当的预热 是很有必要的，但是预热温度有最优值，预热过度也会降低蒸发系数同时也增加了能耗。 （2）基于实验装置运用 GAMBIT 建立了立式刮膜蒸发器的三维立体模型，并用 FLUENT 软件模拟刮膜蒸发过程。模型中采用分区画网格的方式将刮板与筒壁分割成两个区域，利 用滑移网格模式实现刮板的转动。本文以整体传热系数为研究重点，对漩涡中流体的具体 流动不作详细研究。通过分析刮膜蒸发过程的模拟云图及与实验数据的对比表明所建模型 具有很好的正确性和可行性，模拟云图中流体的流动与实际完全符合，模拟数据曲线与实 验一致。模拟值稍大于实验值，表明模拟结果有效减少了操作上的误差。 （3）运用 FLUENT 软件模拟仿真刮膜蒸发过程。研究了进料流量、进料温度、刮板线 速度以及粘度对传热系数的影响，通过改变不同的操作参数得出相应的传热系数，得出个 因素与传热系数之间的规律曲线，观察分析各影响因子对传热系数的影响趋势，并分析了 这些变化的原因。最后运用模拟数据拟合出含有进料温度、刮板末端线速度、物料粘度等 影响因素的实验关联式，通过将实验 Nu 准数与关联式所得 Nu 准数比较，验证实验关联式 的正确性和可行性。 关键词：刮膜蒸发器 废弃钻井液 传热 污水处理 论文类型：综合研究 （本文得到重庆市科委“机械压汽蒸发—压滤一体化钻井液污水净化处理工艺与撬装装 置”（cstc2013yykfB0039）项目的资助） II 英文摘要 英文摘要 Subject ： Study on heat transfer of waste drilling fluid film evaporation Speciality： Heat energy engineering Name ： Li Ruimin (signature) Instructor：Kong Songtao (signature) ABSTRACT Scraping thin film evaporator, also known as rotary film evaporator or stirring film evaporator. The most prominent feature is the scrapers, which increase disturbance of the liquid in the evaporation process. On one hand ,scrapers reduce the fouling problem, on the other hand, the heat transfer performance was significantly improved. However,