[发明专利]一种强化雾滴蒸发换热的装置及方法

说明书

本发明公开了一种强化雾滴蒸发换热的装置及方法，包括储液箱、可控式流量阀、离心泵、增压风机、反馈式温度表、电控柜和换热发生器，所述换热发生器包括保温壳体、振荡雾化喷嘴、固定板和仿生导流板，所述储液箱内储存高温液体，所述储液箱的进液管将高温液体导入至储液箱中，所述储液箱的出液管通过离心泵连接振荡雾化喷嘴，可控式流量阀设置在储液箱和离心泵之间的出液管上并控制进行雾化的液体；所述保温壳体的内部密封设置，保温壳体内部从上至下依次安装有固定板和仿生导流板，所述仿生导流板为一螺旋上升结构的薄板，仿生导流板的表面为仿生表面；本发明为可控温式，低阻力，换热速率快，体积小占位小且气体蒸发效率高。

技术领域

本发明涉及热能工程领域，更具体的说，尤其涉及一种强化雾滴蒸发换热的装置及方法。

背景技术

换热器 (也称为热交换器) 是一种用于进行冷热介质之间热量交换的设备，被广泛应用在化工、石油、动力以及食品等众多领域。在热能工程领域，换热器换效率的高低直接影响热工系统或热力循环系统的效率，从而影响能源的利用率。能源短缺、环境污染已经成为限制人类可持续发展的主要难题之一，其中如何提高能源的利用效率，换热器自然成为人们关注的设备之一。

换热器包括冷凝器、中冷器、蒸发器以及空冷器等多种类型，其换热过程主要就是冷热两种流体的对流换热。众所周知，换热方式不同对于换热器中的换热单元结构以及类型有不同的要求。当前的换热蒸发器，是一种专用的能量转换设备。蒸发利用的是物质相变能量，是物质的潜热，液体或气体温度的变化是显热，潜热携带的热量大，利用价值高，单位重量的物质转换能量大，但由于气相的密度小，体积大，在气液转换上效率不够高，通常液相的阻力较大，并且当前的设备换热后的气相或液相的温度不能够精确控。目前的换热蒸发器还存在为了增加换热面积，而增大体积，且气相段占用的换热面积较大，使得整体占位、成本增加等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的换热技术换热温度不可控、换热速率慢、换热器体积大占位大等问题，提出了一种可控温式、低阻力、换热速率快、体积小占位小且气体蒸发效率高的强化雾滴蒸发换热的装置及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种强化雾滴蒸发换热的装置，包括储液箱、可控式流量阀、离心泵、增压风机、反馈式温度表、电控柜和换热发生器，所述换热发生器包括保温壳体、振荡雾化喷嘴、固定板和仿生导流板，所述储液箱内储存高温液体，所述储液箱的进液管将高温液体导入至储液箱中，所述储液箱的出液管通过离心泵连接振荡雾化喷嘴，可控式流量阀设置在储液箱和离心泵之间的出液管上并控制进行雾化的液体；所述保温壳体的内部密封设置，保温壳体内部从上至下依次安装有固定板和仿生导流板，固定板和仿生导流板将保温壳体内部从上至下依次分隔成高温气体腔、雾化腔和低温液体腔，所述固定板上设置有喷嘴安装孔和出气通孔，振荡雾化喷嘴穿过保温壳体的侧壁并固定安装在固定板的喷嘴安装孔上，出气通孔将保温壳体内部的高温气体腔和雾化腔连通；所述仿生导流板为一螺旋上升结构的薄板，仿生导流板的表面为仿生表面；所述保温壳体的顶部设置有与高温气体腔连通的出气口，出气口连接气体出口管道；所述保温壳体的下方设置有进气口，进气口连接将常温气体导入雾化腔的增压风机，进气口与雾化腔的最低点连通；所述保温壳体的底部设置有液体管道出口，液体管道出口连接液体管道并将低温液体腔中的液体排出，所述液体管道上设置有反馈式温度表；所述反馈式温度表和可控式流量阀均与电控柜电连接。

进一步的，所述仿生表面设置有多个仿生减阻带，每个仿生减阻带由一排半球状凸起组成，沿着仿生表面的螺旋上升轨道设置有多排仿生减阻带。

进一步的，所述半球状凸起的半径不大于仿生导流板的厚度。

进一步的，所述振荡雾化喷嘴设置有多个，固定板上的喷嘴安装孔设置有多个，多个喷嘴安装孔沿周向均匀分布在出气通孔周围，多个振荡雾化喷嘴依次安装在固定板上的喷嘴安装孔上，振荡雾化喷嘴的喷洒方向朝向换热发生器的雾化腔。