【多功能超聲式蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置】

　　本課題組首次將超聲波應(yīng)用于強(qiáng)化液體蒸發(fā)濃縮。自主研發(fā)并制造了一種新型節(jié)能蒸發(fā)器——超聲波蒸發(fā)器。蒸發(fā)是溶液濃縮的重要方法之一，它是將液體加熱至沸騰，使其中的部分溶劑汽化并除去。在化工生產(chǎn)和食品工業(yè)等領(lǐng)域有其廣泛的用途，特別在食品工業(yè)中，往往會(huì)遇到許多熱敏性物料，為了降低溶液的結(jié)垢，提高蒸發(fā)速度和蒸發(fā)效率，超聲蒸發(fā)將提供一條更為理想的途徑。

　　超聲蒸發(fā)器系統(tǒng)是由加熱系統(tǒng)(主要由9根加熱電偶并聯(lián)而成電加熱系統(tǒng))，冷卻系統(tǒng)(主要由換熱面為1.2m2的冷凝器和循環(huán)泵組成)，循環(huán)水系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，超聲源發(fā)生器及超聲源換能器組成。本套實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用半自動(dòng)化操作，可連續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　超聲波對(duì)蒸發(fā)強(qiáng)化具有明顯的效果，其超聲換能器產(chǎn)生的超聲波與自然循環(huán)的蒸發(fā)液不斷的接觸，從而使蒸發(fā)液在超聲波的作用下，在加熱管中產(chǎn)生超聲空化，阻止和去除加熱室內(nèi)的結(jié)垢效果明顯，可以減少蒸發(fā)器表面的污垢熱阻，從而增加傳熱系數(shù)。此外，在超聲波的作用下，在蒸發(fā)室內(nèi)氣液分離表面形成超聲霧化帶，大大提高了蒸發(fā)面積，湍流系數(shù)，壓力降和蒸汽揮發(fā)速率等，可使蒸發(fā)液在較低溫度下，在較短時(shí)間內(nèi)快速完成蒸發(fā)，同時(shí)降低了蒸發(fā)液的表面張力，降低了成核勢(shì)壘，促進(jìn)溶液內(nèi)部的能量交換，增加汽化成核幾率，提高換熱效率。對(duì)于處理熱敏性及易結(jié)晶物料具有顯著意義。

　　本套實(shí)驗(yàn)裝置適用于本科生蒸發(fā)和傳熱等實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將超聲波作用于液體而引起的空化作用的課堂演示。該實(shí)驗(yàn)裝置還可用于液體的蒸發(fā)濃縮研究，超聲波強(qiáng)化液體蒸發(fā)傳熱性能的研究和超聲波作用液體蒸發(fā)的節(jié)能可行性研究等。

　　該裝置由電磁閥和傳感器控制水箱和鍋爐的進(jìn)水和排水，以保證冷卻水維持在指定溫度和液位，該溫度可以在控制面板上進(jìn)行設(shè)定，保證系統(tǒng)安全可靠操作。各個(gè)儲(chǔ)罐均與真空泵相連，以保證實(shí)驗(yàn)過程中整個(gè)系統(tǒng)處于所需的真空狀態(tài)，相連管路上設(shè)有真空表、溫度表和傳感器等，不但可以觀察整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，而且可以由電控柜控制和記錄各參數(shù)。

　　作品名稱：多功能超聲式蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置

　　完成單位:天津科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院