单管升膜蒸发实验是一种重要的化工实验，旨在了解单管升膜蒸发器的操作、结构和特点，以及测量不同流型下的对流传热系数和蒸汽干度。以下是对该实验的详细阐述：
一、实验目的
了解单管升膜蒸发器的操作、结构和特点：通过实验，学生可以直观地观察到升膜蒸发器的结构和工作原理，理解其在实际应用中的优势。
观察气液两相流的流型：在加热过程中，料液在管内从下往上流动，形成气液两相流。通过观察不同条件下的流型，可以深入理解流体的动力学特性。
测量对流传热系数和蒸汽干度：通过测量壁温和主流温度，可以计算出不同流型下的对流传热系数，并确定蒸汽的干度。这对于优化蒸发器的设计和操作具有重要意义。
二、实验原理
升膜蒸发器的基本组成部分是一根外表面受热的直立圆管。料液在管内从下往上流动，由于不断被加热汽化，形成气液两相流。在流动汽化过程中，流体动力学与传热过程是密切联系的。随着蒸汽干度的增加，流型会发生变化，从泡状流、弹状流、搅拌流逐渐转变为环状流。在环状流型下，液体以波浪液膜形式沿壁面向上爬行，蒸汽则在管中心高速流动，形成强烈的汽液界面湍动，从而提高了传热效率。
三、实验装置
单管升膜蒸发实验装置主要由加热室、升膜蒸发管、冷凝器、收集器和温度控制系统组成。具体部件可能包括预热釜、加热下段、加热中段、测量段、加热上段、气液分离器、冷却器、冷凝器、冷却水入口、釜温测量管、转子流量计、回流阀、水泵、水槽和排水阀等。实验装置的主体是蒸发器，其预热釜和蒸发管的管外均镀以电加热膜（通常为玻璃或石英玻璃材质），既能加热又具全透明特点，便于观察实验现象。
四、实验步骤
实验准备：检查实验装置是否完好无损，确保各部件连接紧密。将实验所需的液体加入到预热釜中，并打开电源预热。
启动实验：开启加热器，使液体逐渐升温并开始沸腾。在加热过程中，观察并记录不同条件下的流型变化。
测量数据：使用温度计、压力计和流量计等测量仪器监测实验过程中的各种参数，如温度、压力和流量等。同时，测量壁温和主流温度，以计算对流传热系数和蒸汽干度。
数据处理：根据实验数据绘制出不同流型下的对流传热系数曲线和蒸汽干度曲线，并进行分析和讨论。
五、实验结果与分析
通过实验可以观察到不同条件下的流型变化以及对应的对流传热系数和蒸汽干度。在环状流型下，由于汽液界面湍动强烈，传热效率最高。因此，在实际应用中应尽可能使升膜蒸发器在环状流型下工作。同时，通过对实验数据的分析可以优化蒸发器的设计和操作参数以提高其性能。
六、注意事项
实验安全：在实验过程中应注意安全操作规范，避免触电、烫伤等事故的发生。
实验条件控制：为了获得准确的实验结果应严格控制实验条件如加热温度、蒸发管的高度和直径、液体的流量和组成等。
数据记录与处理：应准确记录实验数据并进行合理处理和分析以得出可靠的结论。



YUY-HY126单管升膜蒸发实验装置

分项	说明
装置功能	观察流体水在升膜蒸发器内的流动状态（泡状流、弹型流、搅拌流和环状流）。 测量在不同流型下的对流传热系数及蒸汽的干度。
设计参数	传热系数：1000-5000 ( w/m.2.oC)。液体流量：4~40L/h、常压操作。
公用设施	水：装置自带不锈钢水箱，连接自来水。实验时经离心泵进入测试管路，循环使用。 电：电压AC220V，功率2.5KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。 实验物料：清洁自来水，外配设备：无。
主要设备	304不锈钢预热釜：功率2.0KW，可调，带保温层。 304不锈钢加热段：φ22*750mm，功率0.2KW可调，带保温层。 玻璃观测段 长度100mm高硼硅玻璃视窗。 304不锈钢测量段：φ18*500mm，功率0.2KW可调，带保温层。 304不锈钢液体冷却器：列管冷凝器，换热面积0.1m2 。 304不锈钢蒸汽冷凝器：列管冷凝器，换热面积0.1m2 。 LZB-10转子流量计：流量范围6～60L/h 。 不锈钢离心泵 1台。 不锈钢水箱 1台。 冷却水出口温度 1支。 主体温度、壁面温度热电偶3支。 宇电AI702M多路数字温度显示仪。 宇电AI518温度控制仪（带手动功能）。 304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。 304不锈钢材质框架1500*500*2000mm(长×宽×高)，带脚轮及禁锢脚。
测控组成	变量	检测机构	显示机构	执行机构
	液体温度	Pt100铂电阻	数字温度仪	无
	预热温度	Pt100铂电阻	数字温度控制仪	固态调压模块
	液体流量	转子流量计	流量计就地显示	管路出口闸阀（手动）