建立了描述叉流式降膜蒸发传热传质过程的数学模型,对气相微分方程利用积分法求解,导出确定气液界面温湿度的数学表达式。计算与实验结果对比基本一致。对叉流式降膜蒸发冷却进行深分析表明,该冷却手段可使处理空气的最低温度接近或达到空气的湿泡温度,得到叉流式蒸发冷却器通道内气流温湿度分布曲面及气液界面温度分布曲面,表明典型工况下,叉流直接蒸发冷却器可使处理空气温度降低10℃左右。该冷却方式能耗很低,在诸多领域有着广阔的应用前景。

为了直接高效利用低温烟气余热驱动制冷,对不同热流密度、不同浓度溴化锂水溶液竖管内层流降膜蒸发的传热性能进行了实验研究。结果表明,降膜传热系数随溶液进口浓度升高而减小,随热流密度增加而显著增大。对实验数据进行多元线性回归计算,得到实验范围内降膜传热系数关联式。用该关联式设计降膜蒸发传热的降膜式发生器,并对相同传热量的沉浸式发生器进行设计,性能对比表明,降膜式发生器在传热系数、换热组件重量和体积上有十分显著的优势。

本文主要对水平管在较低压力的降膜蒸发进行研究，设计了滴淋降膜蒸发试验台，以去离子水为工质，在不同的喷淋流量、温度和压力下，对水平管束进行降膜蒸发传热实验。试验结果表明，在较低过冷度下，管外换热系数和总传热系数随着喷淋流量的增大变化不明显。当过冷度增加时，管外换热系数和总传热系数变小，但随着喷淋流量的增大而明显增大。换热系数随过冷度下降而增加，过冷度为零时，换热系数最大。此外，蒸发器水流量对换热几乎没有影响。

采用分布参数法建立水平管降膜蒸发器管束换热模型,模拟计算了水平管降膜蒸发器不同管程布置下换热管干斑分布和平均降膜因子,并进行比较分析;并在下进上出的管程布置形式下研究了制冷剂流量、管间距、满液区排管数对蒸发器换热性能的影响。本文的研究为水平管降膜蒸发器的设计提供理论指导,促进其在制冷空调领域的推广应用。

为研究降膜蒸发换热特性,在进口质量流量为0.0121~0.0225 kg/s,热通量为1.02~3.35k W/m2的试验参数范围,对R113在垂直管内的降膜流动蒸发传热特性进行了试验研究。结果表明：出口蒸汽质量流量与热通量密切相关,随着热通量的增加,出口蒸汽质量流量逐渐增加;换热系数随着进口质量流量的增加呈现先增加而后减小的变化规律,增加进口质量流量在一定范围内能增强换热;在较小进口质量流量下,增大热通量不利于换热,在较大进口质量流量下,传热系数随着热通量增加先增后减,存在某个临界值使得降膜蒸发换热效果最好。