不凝气对水喷射冷凝器内传质过程影响实验研究.pdf

20 CHEMICALENGINEERINGDESIGN 化工设计 2010，20(3) 不凝气对水喷射冷凝器内传质过程影响的 实验研究 郑建川 杨雪峰 党慧丽 陈振字 四川大学化工学院 成都 610065 摘要 在密封的水喷射抽气冷凝系统中，分别利用含不凝气体和不含不凝气体的水作为工作液体， 在同样的初始抽气压力和工作液体初始温度下，对相同量的蒸汽进行冷凝 ，记录不同流量下吸入室的真空 度变化 ，分别得出了两种工作液体的极限液汽比，并根据实验数据计算出两种工况下的传质系数。实验结 果表明，在封闭系统内使用无不凝气体的工作液体可提高蒸汽的冷凝效果 ，其传质系数的提高与气膜厚度 呈线性关系，通过对实验数据的线性回归得出其关系为：K。=9．7198+1。 关键词 水喷射 冷凝 不凝气体 传质 水喷射器一般有两种工作方式：一是单纯用 极限进行研究，并对不凝气体对喷射冷凝 的传热 来抽吸气体，二是在冷凝蒸汽的同时排除一定的 影响进行分析和讨论。 气体 。文献报道的研究大多集中在对喷射器内无 1 理论分析 相变工作时的各种f临界状态和影响因素，而对冷 凝蒸汽时的最大冷凝量研究较少，向清江…等 1．1 喷射泵工作原理 通过实验认为混合室内液气两相混合的位置和流 喷射泵结构见图1。 动状态是影响最大吸气流量的重要因素。陆宏圻 等 用准二维二相非均匀变密度模型首次导出 了相变情况的液 一液气射流泵基本方程 ，但形式 非常复杂，而且仅 以非相变的情况对其进行 验证。 在喷射冷凝器设计中，由于传热传质的限 图 1 喷射泵结构 图 制，一定量的工作液体能够冷凝的蒸汽是非常有 喷射泵主要 由喷嘴、吸人室、混合室、扩散 限的，在设计手册 中，一般情况下喷射冷凝 的气液质量 比q仅为 0．017～0．029，如何提高 管等构成，是一种能量转换装置。它以一定能量 (压力和流量)的工作流体，经喷嘴喷出，形成 冷凝水的冷凝效率，降低运行和设备成本是设计 高速射流，由于射流与被吸气体之间产生的卷吸 中亟待解决的问题。 不凝气的存在会阻碍冷凝传热传质 ，周 作用和紊动扩散作用，把吸人室内的以空气为主 兴东等 通过实验对不凝气存在时滴状冷凝 的 的不凝气体带走 ，使该处产生真空，在外界压力 传热传质研究认为，混合蒸汽传热冷凝传热阻力 或被吸流体静压力的作用下，被吸流体进入吸人 主要由气相边界层控制。而喷射冷凝中，一旦有 室，同高速流动的工作流体一同进入混合室，并 不凝气存在，亦可对传热传质阻力产生较大的影 进行能量交换 。在混合室中，处于高度湍动 响。直接接触冷凝的热阻主要由相际传质和蒸汽 的工作流体将被吸流体剪碎成小气泡，形成气液 传递阻力，即界面传质阻力和气相传质阻力 两相混合物，且速度趋近，然后入扩散管，降速 引起 。 增压后排出。 本文以实验的方法，就水喷射冷凝器的工作 水喷射冷凝器与水喷射泵的原理基本一致， 郑建川：四川大学化学工程专业在读硕士研究生。研究方向为传质与分离。联系电话 ： (028E—mail：zje481036 @ sina．tomo }杨雪峰