麦草浆黑液传热性能的研究

麦草浆黑液传热性能的研究

陈奇峰[1]2001年在《麦草浆黑液传热性能的研究》文中进行了进一步梳理本论文研究了麦草浆黑液在叁叶推进式搅拌槽内的传热性能,因麦草浆黑液是一种典型的假塑性流体,因此本论文通过改变传热温差以及搅拌槽几何构型和桨叶转速等实验条件,研究了麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流体动力学条件及流动空间几何特征下的传热特征,与此同时,本论文还研究了麦草浆黑液在搅拌槽内的不稳态热传导,并且通过传统数学建模及人工神经网络方法的应用,建立了麦草浆黑液相关的传热数学模型与评价指标,进而为麦草浆黑液加热降粘方法的深入应用作一定的理论铺垫。 为了与牛顿流体进行比较,本论文还研究了甘油在搅拌槽内的传热性能,结果表明:流体动力学条件、流变学特性、流体流动空间几何特征等因素对麦草浆黑液(假塑性流体)传热性能的影响远远显着于对甘油(牛顿流体)的影响,这必将对进一步研究非牛顿流体的传热特性起到一个指导的作用。

王占军[2]2004年在《草浆黑液蒸发传热机理的研究与高效蒸发装置的研制》文中研究表明喷淋降膜蒸发技术,具有蒸发强度大,传热温差小,传热系数高等优点,被广泛应用于海水淡化、海洋温差发电、制冷工程、化学工程等领域。由于不同蒸发工质物理及物理化学性质差异很大,各国科技人员就进一步完善其机理和设计特征参数等基础理论、以及基于该技术的新型蒸发器设计制造和应用等方面,正在进行广泛深入地研究。草类原料制浆黑液的主要物化性能研究表明,其具有灰分(硅)、多糖(戊糖)含量高,粘度大等特点。在蒸发浓缩过程中,传热效能低,且易于结垢,常规蒸发器难以经济合理地运行。基于以上情况,本课题组开发设计出了新型卧式喷淋降膜蒸发装置。并在此装置上进行了草浆黑液的浓缩新工艺和蒸发传热效能、机理等研究,并进行了生产规模的应用试验。结果证实:本装置能够实现高效空间蒸发,具有蒸发强度大,传热系数高,不易结垢、且除垢容易等优点。工业化生产中对高粘度草浆黑液蒸发强度平均达到18~25 kg/m2·h,比目前国内报道最高值高出50%~80%,处于国际领先水平。本文探讨了不同工质、不同喷淋量、不同热流密度、不同浓度等参数对沸腾传热特性的影响。建立了液膜绕流圆管数学模型,采用层流和紊流两种模型对卧式喷淋降膜蒸发器内水平管外对流传热进行了数值计算,对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分,并对计算结果和本文实验数据进行了比较,描述了卧式喷淋降膜蒸发装置浓缩草浆黑液的传热机理。并且文中对草浆黑液易起泡、易结垢、粘度大、蒸发浓缩困难的原因进行了探讨,研制出适宜草浆黑液的除沫剂、除垢剂。研究确定了适宜的除垢周期。

陈奇峰, 陈克复, 卢晓江[3]2003年在《麦草浆黑液传热性能的研究》文中提出通过改变传热温差以及搅拌槽几何构型和桨叶转速等实验条件 ,研究了麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流体动力学条件及流动空间几何特征下的传热特征 ,并且应用传统数学建模及人工神经网络方法 ,建立了麦草浆黑液相关的传热数学模型与评价指标 ,结果表明 ,上述因素对麦草浆黑液传热性能有深远的影响

陈奇峰, 卢晓江, 赖维[4]2001年在《稻麦草浆黑液传热性能研究概述》文中研究说明概括介绍了研究稻麦草浆黑液传热性能的意义和方法,研究其在不同物性、流变特性、流动动力条件及流动空间几何特征下的传热性能,进而找出提高稻麦草浆黑液传热效率的方法与途径。

陈奇峰, 卢晓江, 赖维[5]2001年在《麦草浆黑液传热性能研究初探——基于Matlab的人工神经网络动态仿真法》文中认为概括介绍了如何研究麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流动动力条件及流动空间几何特征下的传热性能 ,采用人工神经网络的方法建立相关的传热数学模型与评价指标 ,进而为找出提高麦草浆黑液传热效率的方法与途径做一定的理论铺垫

陈奇峰, 卢晓江, 赖维[6]2001年在《稻麦草浆黑液传热性能研究初探——基于Matlab的人工神经网络动态仿真法》文中研究表明概括介绍了如何研究稻麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流动动力条件及流动空间几何特征下的传热性能 ,采用人工神经网络的方法建立相关的传热数学模型与评价指标 ,进而为找出提高稻麦草浆黑液传热效率的方法与途径做一些理论铺垫。

贾原媛[7]2003年在《叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器防、除垢和强化传热研究》文中进行了进一步梳理制浆造纸工业是国民经济的重要产业之一。我国森林资源匮乏,人口众多,不得不以非木材,主要是禾草原料为主要制浆造纸原料。麦草浆黑液是我国造纸工业的主要污染源,采用碱回收技术来治理,不但可回收大量宝贵的资源、能源,而且可减少污染95%以上。但是,麦草浆黑液含硅多,粘度大,蒸发器结垢严重,出效浓度低,使燃烧系统不能稳定运行,需要补充大量助燃油,导致碱回收成本大幅度增加。所以说黑液蒸发工段是碱回收工程的“瓶颈”问题。本文首次将叁相循环流化床蒸发器应用于麦草浆黑液蒸发,从理论和实验两个方面深入研究了汽液固叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的防、除垢和强化传热的性能和机理,为叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的工业应用提供了理论依据。论文主要内容如下: 首先介绍了与本文相关的背景资料,包括我国麦草浆黑液蒸发的现状,换热设备污垢的基本类型、形成过程、结垢机理和换热设备的防、除垢技术以及多相流沸腾传热和防、除垢技术的研究进展,明确本文的选题意义;第二,对麦草浆黑液结垢物的化学成分进行了分析,首次对黑液结垢物进行分形研究,探讨其结垢机理,指出麦草浆黑液结垢是一个复杂的化学反应;第叁,从理论上深入研究了叁相循环流化床蒸发器的防、除垢机理。指出叁相流剪应力对延长污垢的诱导期起主要作用,并对其作了定量计算。根据理论分析,指出汽液固叁相流剪应力能延长污垢附着需要的时间,增加污垢的剥蚀比率。建立固体颗粒与垢层的碰撞应力模型,指出这种碰撞应力产生的初始裂纹在温差应力作用下将使垢层上已形成的初始裂纹扩展或产生新的裂纹,造成污垢的剥落;第四,系统地研究了固体颗粒强化流动沸腾传热的机理。从理论上阐明了固体颗粒强化单相对流传热和强化核态沸腾传热的机理;第五,首次利用Matlab神经网络工具箱,基于人工神经网络建立了叁相循环流化床沸腾传热模型。该模型学习速率快,训练步骤少,逼近程度高,最大偏差不大于5%,为叁相循环流化床蒸发器的传热计算提供了可靠的方法和理论基础;第六,在实验装置上对汽液固叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的防、除垢和强化传热性能进行了深入的研究。

范黎[8]2008年在《麦草黑液置换蒸煮后黑液降粘及其机理研究》文中提出随着人们环保意识的不断增加,草类原料黑液的污染治理问题越来越受到人们的关注。为了解决草浆黑液的污染问题,弄清影响黑液粘度的主要因素,为降低黑液粘度探索新方法,本论文采用麦草两段置换蒸煮的方法,对黑液进行循环利用,研究浆和黑液的特性,其中主要研究结果如下:1.总有效碱用量固定,设定以下工艺条件:一段蒸煮温度140?C条件下,有效碱用量分别为12 g/L、18 g/L、24 g/L;一段蒸煮温度150?C条件下,有效碱用量分别为12 g/L、18 g/L,每个工艺条件下黑液置换蒸煮四次。结果表明,一段蒸煮温度140?C,有效碱用量18 g/L和一段蒸煮温度150?C,有效碱用量为12 g/L时平均蒸煮后粗浆的得率分别为48.8%和48.3%,卡伯值分别为27.2和27.8。且当工艺条件为一段蒸煮温度140?C,有效碱用量18 g/L时,黑液一次循环后浆料的打浆度最低,为15?SR。2.黑液未经浓缩时,其第一次循环的一段黑液粘度基本上都低于传统碱法蒸煮的黑液粘度,但随着循环次数的增加粘度略有增加。黑液浓缩后,置换蒸煮后的黑液粘度均低于传统碱法蒸煮后黑液的粘度,并随着循环次数的增加,黑液粘度下降。而当一段有效碱用量为18g/L,蒸煮温度为140?C时,随着循环次数的增加黑液粘度下降最为明显,可下降达42.6%。3.实验测定了不同粘度的黑液中木质素、二氧化硅以及聚糖含量,分析其对黑液粘度的贡献率,结果表明,木质素含量与黑液粘度没有一定相关性;二氧化硅含量对黑液的粘度影响较大;半纤维素含量对黑液粘度的也有影响。以上研究结果为麦草浆黑液降粘提供了新的思路和方法,也为麦草黑液的污染治理提供了新的途径。

陈奇峰, 陈克复, 卢晓江[9]2003年在《麦草浆黑液传热性能试验》文中进行了进一步梳理研究了麦草浆黑液在搅拌槽内的传热性能,本文通过改变传热温差以及搅拌槽几何构型和桨叶转速等实验条件,研究了麦草浆黑液在不同物性、流变特性、流体动力学条件及流动空间几何特征下的传热特征。结果表明:上述因素对麦草浆黑液传热性能有显着的影响,进而为麦草浆黑液加热降粘方法的深入应用作一些理论铺垫,也对进一步研究非牛顿流体的传热性能起一定的指导作用。

贾原媛, 高振楠, 李修伦[10]2003年在《叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的研究》文中认为研究了新型麦草浆黑液蒸发器———汽液固叁相循环流化床蒸发器的强化传热和防、除垢性能。麦草浆黑液是全国造纸行业的主要污染物 ,采用碱回收处理。蒸发是碱回收关键的一个工段。实验表明 ,在浓度 31 %的黑液中加入聚四氟乙烯粒子可提高传热系数2 0 %~ 40 %。新型蒸发器有良好的防垢性能

参考文献:

[1]. 麦草浆黑液传热性能的研究[D]. 陈奇峰. 天津科技大学. 2001

[2]. 草浆黑液蒸发传热机理的研究与高效蒸发装置的研制[D]. 王占军. 中国林业科学研究院. 2004

[3]. 麦草浆黑液传热性能的研究[J]. 陈奇峰, 陈克复, 卢晓江. 中国造纸学报. 2003

[4]. 稻麦草浆黑液传热性能研究概述[J]. 陈奇峰, 卢晓江, 赖维. 天津造纸. 2001

[5]. 麦草浆黑液传热性能研究初探——基于Matlab的人工神经网络动态仿真法[J]. 陈奇峰, 卢晓江, 赖维. 中国造纸学报. 2001

[6]. 稻麦草浆黑液传热性能研究初探——基于Matlab的人工神经网络动态仿真法[J]. 陈奇峰, 卢晓江, 赖维. 轻工机械. 2001

[7]. 叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器防、除垢和强化传热研究[D]. 贾原媛. 天津大学. 2003

[8]. 麦草黑液置换蒸煮后黑液降粘及其机理研究[D]. 范黎. 南京林业大学. 2008

[9]. 麦草浆黑液传热性能试验[J]. 陈奇峰, 陈克复, 卢晓江. 纸和造纸. 2003

[10]. 叁相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的研究[J]. 贾原媛, 高振楠, 李修伦. 中国造纸学报. 2003

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