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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。