第七章蒸发 第一节概述 蒸发:使含有不挥发物质的溶液沸腾汽化并移出蒸气,从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作 称为蒸发。所采用的设备称为蒸发器。蒸发是在液、固相之间进行,化学工业中以蒸发水溶液为 主,蒸发以流体输送为基础仍遵循传热基本规律。(蒸发效果是从溶液中分离出部分溶剂一传质过 程:实质上是传热壁面一侧的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程一传热。物理上的蒸发 在溶液表面发生的气化现象。即在任何温度下都能进行气化。)

例题 1、某工厂一工段需要流量为10m3·h1,温度为0℃的热水。现有0.3MPa的饱和水蒸汽 和30℃的循环回水可供调用。请你设计一个热水槽,进入该槽的蒸汽和冷水各为多少流 率?相应的蒸汽管和冷水管尺寸如何? 解:这是一个稳定流动系统,动能及势能不是很突出,可以忽略不计。若忽略混合时 的热量损失,而混合过程无机械轴功产生,即Q=0,W=0。 稳流系统热力学第一定律

分析了金属轧制变形的模拟过程,提出了新的形变模型(PC模型)。PC模型修正了多晶体内各晶粒变形时的切变边界条件,允许各种切变在变形过程中部分存在,从而使模拟更接近实际晶体变形过程。与多晶铝轧制织构的比较表明,PC模型能更好地表达轧制过程中面心立方金属各晶粒取向,在取向空间内的流动倾向及最终稳定位置

研究电磁搅拌对半固态铸铁初生奥氏体和弹簧钢铸态组织的作用.研究表明:铸铁在凝固过程中,经过短时间的电磁搅拌,粗大的初生奥氏体枝晶就可以被破碎细化,而且随着搅拌功率的加大,初生奥氏体更加球状化或非枝晶化;经过电磁搅拌,引起铸铁熔体的强烈流动和温度起伏,加速了初生奥氏体枝晶二次臂的熔断和一次臂的缩短,最终使树枝状初生奥氏体转变为球状的初生奥氏体.研究还表明:电磁搅拌可以明显细化弹簧钢的柱状枝晶,代之以细等轴晶

对液排渣粉煤燃烧器内气流运动规律和混合过程进行了冷态模拟研究,分析了结构参数和动力参数对流动的影响。试验表明:燃烧室轴向速度可分成6个不同的的区域,存在4个回流区;简单环形挡渣板也能产生环形回流区,在旋风燃烧室设计中可取代锥形缩口挡渣板。最佳参数为:1次风旋流数S1为1.78~2.0;1次风口和2次风口距离L12=(0.75~1.15)D;一次风量为15%~20%

在同时考虑传热、流动和溶质扩散基础上建立了预测铁素体不锈钢多元合金凝固组织的3D CAFE模型，揭示了430不锈钢凝固过程中温度、固相率及晶粒形貌的变化规律.模型中采用高斯分布描述形核密度与过冷度的关系，应用KGT模型描述枝晶的生长过程.根据Fe-C-17% Cr平衡相图确定了430不锈钢的凝固路径，在考虑凝固收缩的基础上预测了铸锭的疏松和缩孔分布.组织模拟结果与实际铸锭基本一致，二者的温度变化和组织结构特征也基本吻合

长期以来,人们对烧结用铁矿石的评价主要集中在化学成分、粒度组成、矿物特征等常温性能方面,而对铁矿石在烧结过程中的高温行为和作用知之甚少.根据对这一问题的深入思考和实验室的基础研究,提出了\铁矿石的烧结基础特性\的概念.该概念包括同化性能、液相流动性,粘结相强度性能和铁酸钙生成性能等.研究烧结过程中这些高温物理特性,有利于完善烧结理论、改善烧结矿质量和优化烧结工艺过程

含蜡凝析气藏开采过程中伴有凝析液、蜡析出呈气-液-固变相态多相复杂流动.在渗流机理的实验研究基础上,对气-液-固复杂渗流的数学模型进行描述,以期揭示伴有蜡沉积的凝析气-液-固变相态复杂渗流规律.根据相的变化受析蜡线、露点线的相态变化规律控制,分析相变特性会导致储层内油气饱和度的变化,揭示蜡沉积在多孔介质表面引起孔隙性质改变和气、液、固在储集层中的微观空间分布会影响凝析气的流动特征.在蜡沉积变相态渗流实验和渗流数学模型的研究基础上,引入蜡沉积数学模型、考虑毛管力和表面张力的相对渗透率模型等,建立了相应的多孔介质中气-液-固变相态多相流-固耦合渗流数学模型.数值模拟结果表明,蜡沉积可使部分区域孔隙减少,流动阻力增大.不考虑蜡沉积会对产量预测明显偏大,蜡沉积可使产量下降.该模型较好地反映了凝析气-液-固变相态复杂渗流的物理实质

采用三维热力耦合弹塑性有限元软件及其接触分析技术,在准确制定相关边界条件基础上对φ200mm规格的热作模具钢二机架热连轧过程的金属三维流动进行了有限元模拟,准确地计算了力学参数(如轧制力和力矩)的分布情况并对轧辊强度进行了分析,从中确定了安全可行的轧制方案

建立了用矢性流函数一涡量法和k-ε双方程湍流模型模拟铸造充型过程的数学模型,并模拟了铸造充型过程.对模拟结果的验证表明,计算结果与实测结果基本一致,证明矢性流函数-涡量法和k-ε双方程湍流模型可用于模拟铸造充型过程三维非稳态湍流流动和传热过程