本文采用自行研制的烧结型表面多孔管,进行了其在水溶液中传热和结垢特性实验研究。对多孔表面强化传热动力学模型、CaSO4在多孔表面沉积速率数学模型等内容进行了系统研究。并且从海水淡化工艺角度对蒸馏法海水淡化目前存在的问题,以及采用表面多孔管提高海水淡化的效率方面进行可行性分析,进一步说明烧结型表面多孔管应用于海水淡化过程的潜在前景。主要研究内容及结论如下： (1)采用液相瞬时烧结方法,研制出适用于海水淡化强腐蚀性工况的烧结型表面多孔白铜管,多孔层厚度为0.15～0.25mm、当量半径为45.5μm、孔隙率为70～85％,且与基体结合强度较高。 (2)表面多孔管在水中的沸腾传热温差小于1℃,在相同热通量下温差仅为光管的17～31％。表面多孔管在水中的传热性能优于在NaCl溶液、CaSO4溶液中的传热性能,但其强化传热效果随溶液浓度及热通量增大而减小。 (3)采用气泡动力学理论建立了多孔表面沸腾传热动力学模型,导出了多孔表面沸腾换热总热量qT的理论表达式为： (4)实验发现NaCl溶液浓度低于临界结垢浓度时烧结型表面多孔管结垢缓慢,换热性能优于光管。 (5)采用Kern-Seaton理论,分析了沸腾换热过程中CaSO4垢在多孔表面上的结垢速率,得到污垢热阻表达式为： 试验证明表面多孔管在不同浓度CaSO4溶液和不同热通量下污垢热阻均小于光管,如浓度为1.8g/L及热通量为61.7kW/m2时,表面多孔管的渐近污垢热阻Rf*和沉积速率φd仅为光管的78％和48％,说明表面多孔管比光管具有更好的抗垢性能。 (6)针对烧结型表面多孔管在海水淡化过程的应用,开展了表面多孔管在模拟海水中的结垢实验,实验表明表面多孔管在模拟海水中传热性能与在NaCl溶液中的情况比较接近,另外海水盐浓度为4～20％时,表面多孔管的传热温差基本上都小于1℃,而光管的传热温差在12℃。表面多孔管在模拟海水中回归的传热关联式如下：α0=409.35ΔT0.8384C-0.8241。由模型参数统计检验结果可以得到决定系数R2为0.7938,P=0(P<<0.05),则回归模型成立。实验证明烧结型表面多孔管可以解决多效蒸馏海水淡化过程传热效率低的缺点,在海水浓度不高的前几效中,表面多孔管不但可以强化传热且具有抗垢特性,可以延长设备的使用寿命和清洗周期。