水平管降膜蒸發(fā)海水淡化鋁合金換熱管研究.pdf

1、低溫多效蒸發(fā)海水淡化（LT-MED）技術(shù)廣泛采用水平管降膜蒸發(fā)的傳熱方式。對(duì)于低溫多效蒸發(fā)海水淡化裝置，設(shè)備成本較高。鋁合金造價(jià)低，具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)熱性，鋁合金管材的應(yīng)用能夠有效降低海水淡化技術(shù)成本，在海水淡化領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。因此對(duì)鋁合金換熱管的研究具有重要意義。
　　論文首先模擬低溫多效蒸發(fā)海水淡化環(huán)境，采用動(dòng)電位極化測(cè)試和掃描電子顯微鏡（SEM）表觀觀察研究了5052鋁合金在不同海水條件下的耐腐蝕性能。研究結(jié)果表

2、明，在低溫除氧的海水條件下，海水pH值為中性時(shí)，鋁合金的腐蝕電流密度最低，腐蝕速率最低；當(dāng)pH值增大或者減小時(shí)，鋁合金的腐蝕電位均出現(xiàn)負(fù)移，腐蝕電流密度增大，耐腐蝕性能降低。隨著海水溫度和鹽度升高，5052鋁合金自腐蝕電位均發(fā)生負(fù)移，腐蝕電流密度增大，表面腐蝕加劇，耐腐蝕性能降低。海水中有溶解氧存在時(shí)，鋁合金表面生成鈍化膜，并且隨著溶氧量增大，自腐蝕電位正移，腐蝕電流密度減小，鋁合金的耐腐蝕性能增強(qiáng)。添加緩蝕阻垢劑時(shí)鋁合金的自腐蝕電位發(fā)

3、生正移，腐蝕電流密度減小，能夠提高鋁合金在海水中的耐腐蝕性能。在操作溫度60℃，鹽度3.5％，pH7的工況條件下，添加5mg/L緩蝕阻垢劑B時(shí)，腐蝕速率可控制在0.004mm/a左右，耐腐蝕性能良好。
　　進(jìn)一步采用5052鋁合金作為換熱管材，設(shè)計(jì)搭建了水平管降膜蒸發(fā)多管換熱試驗(yàn)裝置。以實(shí)際海水為原料，對(duì)低溫多效海水淡化不同工況條件下水平管降膜蒸發(fā)的管外蒸發(fā)傳熱系數(shù)、管內(nèi)冷凝傳熱系數(shù)以及總傳熱系數(shù)進(jìn)行了研究。在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，管外

4、蒸發(fā)傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)隨蒸發(fā)溫度的提高、料液噴淋密度的升高而增加。當(dāng)傳熱溫差增大時(shí)，管內(nèi)冷凝傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)呈降低趨勢(shì)。冷凝側(cè)有不凝氣存在時(shí)，冷凝傳熱系數(shù)和總傳熱系數(shù)下降幅度較大。海水濃度對(duì)傳熱系數(shù)影響較小。在控制不凝氣含量的條件下，采用鋁合金換熱管的水平管降膜蒸發(fā)器傳熱系數(shù)保持在3500 W/(m2·℃)以上，具有良好傳熱性能。
　　5052鋁合金管材的海水介質(zhì)中耐腐蝕性能和換熱性能研究為其應(yīng)用于海水淡化的設(shè)備加工以及相關(guān)