CN103263986A

CN103263986A - 一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴

Info

Publication number: CN103263986A
Application number: CN2013102128202A
Authority: CN
Inventors: 沈胜强; 牟兴森; 杨勇; 郭松
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2013-06-02
Filing date: 2013-06-02
Publication date: 2013-08-28

Abstract

一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，属于液体分布器领域。该喷嘴由喷嘴体和封闭喷嘴体的喷嘴盖组成。工作液体由喷嘴入口进入旋流室做旋转运动，并由喷嘴出口呈非雾状喷出。喷嘴入口为圆柱形或方形管道，其轴线与喷嘴体轴线垂直，并且外缘与旋流室边缘相切。旋流室为圆柱内壁的液体旋流腔，其上部覆盖有喷嘴盖，下部连接喷嘴出口。喷嘴盖带有一个导向螺旋带，导向螺旋带的内半径R1为旋流室半径R的0-0.9倍，螺旋带角度θ为90-300度角，螺距为旋流室高度H的0.15-0.5倍，导向螺旋带与流体旋转同向并向下形成螺旋结构。带有螺旋结构的喷嘴盖能够使喷出的液体在周向上分布更加均匀。

Description

一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴

技术领域

本发明涉及一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，属于低温多效蒸发海水淡化装置水平管降膜蒸发器液体分布器技术领域。

技术背景

水平管降膜蒸发器广泛应用于海水淡化、吸收式制冷、蒸汽压缩式制冷系统等行业中。水平管降膜蒸发器主要由液体分布器、管束、排液管、排气管等设备组成。分布器是对工质进行分配的装置。分布器采用喷嘴喷淋的方式进行布液的原理是：多个喷嘴组成喷嘴阵列，喷出的非雾化液体相互干涉最终均匀喷淋在管束上形成液膜。这种方式成本低、安装方便、易于维护。工质喷淋的均匀程度决定了管束传热性能的好坏。均匀性主要由单个喷嘴的工作状态和多个喷嘴之间的分布方式有关。单入口喷嘴安装简单但由于其入口对旋流室的不对称性导致喷淋出的液体在周向上的喷淋密度也存在着不对称性，致使喷淋不均，影响装置效率。

发明内容

为了克服单入口喷嘴周向喷淋不均的不足，本发明提供一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，它应在周向上产生均匀的非雾状喷淋分布。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，它包括一个喷嘴体和一个封闭喷嘴体的喷嘴盖，所述喷嘴体设有一个喷嘴入口和一个喷嘴出口，喷嘴入口与喷嘴体内的旋流室为切向布置，所述喷嘴盖的内侧设有一个导向螺旋带，导向螺旋带的扩展方向与旋流室内的流体运动方向相同，螺旋带起始端正对着喷嘴入口，螺旋带终止端靠近喷嘴出口。

所述导向螺旋带与旋流室采用同心圆结构，其角度θ为90-300度角，导向螺旋带的内半径R1为旋流室半径R的0-0.9倍。

所述导向螺旋带的螺距是旋流室高度H的0.15-0.5倍。

采用上述技术方案，工作液体由喷嘴入口切向进入旋流室，其对旋流室中心有转动惯量，因而进入旋流室后做旋转运动。旋流室内压力由壁面向中心方向逐渐减小。喷嘴盖上的导向螺旋带对工作液体有减小流道截面积从而在螺旋方向上增大其速度的作用。经过实验和CFD数值模拟的验证，可使其克服由于单入口带来的不均匀性，工作液体最终由喷嘴出口呈非雾状喷出，因失去壁面的约束而破碎扩散，形成周向均匀的喷淋。

本发明的有益效果是：这种水平管降膜蒸发器液体喷嘴的喷嘴入口与喷嘴体内的旋流室为切向布置，喷嘴盖的内侧设有一个导向螺旋带，导向螺旋带的扩展方向与旋流室内的流体运动方向相同，螺旋带起始端正对着喷嘴入口，螺旋带终止端靠近喷嘴出口。该喷嘴能够使喷嘴喷出的液体在周向上分布更加均匀，且增大喷淋流体的流速，利于装置性能的提高。

附图说明

图1是一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴的结构主视图。

图2是一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴的结构俯视图。

图3是导向螺旋带的立体示意图。

图中：1、喷嘴体，1a、喷嘴入口，1b、喷嘴出口，2、喷嘴盖，3、导向螺旋带，3a、螺旋带起始端，3b、螺旋带终止端，4、旋流室。

具体实施方式

图1、2、3示出了一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴的结构图。这种水平管降膜蒸发器液体喷嘴包括一个喷嘴体1和一个封闭喷嘴体1的喷嘴盖2，喷嘴体1设有一个喷嘴入口1a和一个喷嘴出口1b，喷嘴入口1a为圆柱形或方形管道，喷嘴入口1a与喷嘴体1内的旋流室4为切向布置，喷嘴盖2的内侧设有一个导向螺旋带3，导向螺旋带3与旋流室4采用同心圆结构，其角度θ为270度角，导向螺旋带3的内半径R1为旋流室4半径R的0.75倍，导向螺旋带3的螺距是旋流室4高度H的0.25倍。导向螺旋带3的扩展方向与旋流室4内的流体运动方向相同，螺旋带起始端3a正对着喷嘴入口1a，螺旋带终止端3b靠近喷嘴出口1b。为便于加工，喷嘴采用两段式，喷嘴体1和喷嘴盖2单独进行加工后组装在一起。

采用上述结构的液体喷嘴，工作液体由喷嘴入口1a切向进入旋流室4，进入旋流室4后的工作液体做旋转运动。旋流室4内压力由壁面向中心方向逐渐减小。喷嘴盖2上的导向螺旋带3对工作液体有减小流道截面积从而在螺旋方向上增大其速度的作用，可使其克服由于单入口带来的不均匀性，工作液体最终由喷嘴出口1b呈非雾状喷出，因失去壁面的约束而破碎扩散，形成周向均匀的喷淋。

Claims

1.一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，它包括一个喷嘴体（1）和一个封闭喷嘴体（1）的喷嘴盖（2），其特征是：所述喷嘴体（1）设有一个喷嘴入口（1a）和一个喷嘴出口（1b），喷嘴入口（1a）与喷嘴体（1）内的旋流室（4）为切向布置，所述喷嘴盖（2）的内侧设有一个导向螺旋带（3），导向螺旋带（3）的扩展方向与旋流室（4）内的流体运动方向相同，螺旋带起始端（3a）正对着喷嘴入口（1a），螺旋带终止端（3b）靠近喷嘴出口（1b）。

2.根据权利要求1所述的一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，其特征是：所述导向螺旋带（3）与旋流室（4）采用同心圆结构，其角度θ为90-300度角，导向螺旋带（3）的内半径R1为旋流室（4）半径R的0-0.9倍。

3.根据权利要求1所述的一种水平管降膜蒸发器液体喷嘴，其特征是：所述导向螺旋带（3）的螺距是旋流室（4）高度H的0.15-0.5倍。