高分子中空纖維蒸發器傳熱過程分析

韓磊，劉軍，許凱，李保安

（化學工程聯合國家重點實驗室，天津 300072；天津大學化工學院，天津 300350；天津化學化工協同創新中心，天津 300072；天津市膜科學與海水淡化重點實驗室，天津 300350）

高分子中空纖維蒸發器傳熱過程分析

韓磊，劉軍，許凱，李保安

（化學工程聯合國家重點實驗室，天津 300072；天津大學化工學院，天津 300350；天津化學化工協同創新中心，天津 300072；天津市膜科學與海水淡化重點實驗室，天津 300350）

蒸發器廣泛應用于化工、食品等行業，傳統的金屬管蒸發器由于其耐酸堿腐蝕性差、表面易結垢等弱點，一定程度上限制了其應用范圍，而具有優良性能的高分子中空纖維管可有效解決這些問題，具有很好的應用前景。采用自制的高分子改性中空纖維管，制備出非金屬換熱器，并進行了蒸發傳熱實驗。結果表明，高分子中空纖維蒸發器的性能與料液溫度有密切關系，沸騰進料時蒸發器的傳熱系數、產水量和熱量利用率均高于低溫進料；傳熱熱阻主要集中在管外蒸汽加熱側和管壁的導熱性能，當沸騰進料時管壁熱阻占總傳熱熱阻的66%以上，而管內蒸發側傳熱熱阻所占比重較低，均低于15.3%，且隨著料液流速的增大而降低到5%以下；隨著料液溫度的降低,蒸發過程的傳熱系數、能量利用效率以及產水量均顯著下降。

中空纖維蒸發器；傳熱；熱傳導；能量利用率；蒸發

引 言

蒸發器廣泛應用于化工、食品、制冷等行業中，是一種十分重要且常見的換熱設備。傳統蒸發器主要采用導熱性能優良的銅管等作為主要換熱元件，但是金屬管件在高鹽度、高酸堿度以及高硬度環境下的應用受到嚴重限制[1-2]。此外，金屬管壁面容易生長垢層，嚴重降低蒸發器的生產能力，引起物料流失，使操作能耗/成本上升并帶來嚴重的安全隱患[3-4]。為此尋找一種可替代金屬管的傳熱元件能夠擴大換熱器的應用范圍。Sirkar等[5-6]報道了一種高分子聚合物制備的中空纖維管用于替換傳統換熱器中金屬管的方法，并被該研究團隊用于脫鹽過程的研究和應用中，顯示出了良好的性能[1]。

雖然高分子中空纖維管本身傳熱性能并不突出，但是高分子中空纖維換熱元件具有優良的抗腐蝕性能和防結垢性能，與傳統的金屬管相比，具有制造成本較低、密度小、填充密度大等優勢[5-11]。纖維管件的直徑一般在1～3 mm之間，比傳統金屬管直徑小得多。根據Mehendale等[12]、吳極等[13]的研究報道，小管徑換熱元件具有更大的換熱面積和填充密度，傳熱系數較高。Zhao等[14]和Yan等[15]研究了中空纖維管用于管殼式換熱器中的熱量傳遞過程，結果表明中空纖維換熱器具有較好的換熱性能，具有組件質量輕、防腐蝕性能好、單位體積換熱面積大等優點。El-Dessouky等[16-17]將PTFE材料制備的中空纖維管用于單效機械壓縮蒸發過程中，并與鋼合金管、鈦管材料的蒸發器進行了成本核算，結果表明使用高分子中空纖維管的蒸發器的制造成本大大降低，且其抗腐蝕性能較好，易于制造和清洗。Christmann等[7]報道了一種聚醚醚酮樹脂制備的高分子中空纖維管用于多效蒸發器，經過實驗測定其總傳熱系數與金屬管蒸發器的傳熱系數相當，防腐蝕性能較好。Scheffler等[8]研究了改性塑料膜作為換熱元件用于多效蒸發過程，結果表明20～50 μm厚度的高密度聚乙烯和聚丙烯中空纖維管與1 mm厚的銅鎳合金管的換熱性能相當，且具備更好的抗腐蝕性能和更低的設備制造成本，同時可以設計出比金屬管更低的傳熱溫差，從而降低能源消耗。這些研究極大推動了中空纖維管在蒸發器中的研究和應用，顯示了中空纖維管在蒸發器中良好的應用前景。但是目前在這方面的理論及應用研究還不夠，高分子纖維管用于蒸發傳熱過程中的傳熱機理和傳熱性能還有待進一步研究[18-20]。

本研究采用自制的高分子中空纖維換熱管制備非金屬蒸發器，設計實驗測定了該蒸發器的性能參數，并系統分析了蒸發過程中的傳熱性能、傳熱熱阻分布和能量利用效率。為中空纖維管蒸發器的性能強化、蒸發器操作條件參數優化設計等提供了數據參考，為進一步研究性能優良的高分子中空纖維管蒸發器奠定了基礎。

1 實驗系統和方法

1.1 實驗流程

本實驗裝置以中空纖維蒸發器為主，整體裝置如圖1所示。料液在原料罐1中經過加熱達到預定溫度，由循環泵2送至中空纖維蒸發器3中進行蒸發并實現氣液分離，未蒸發的濃縮液返回至原料罐1中，產生的二次蒸汽由真空系統抽送到換熱器4中被冷凝，最后匯聚到計量罐5中。實驗中蒸發器的加熱蒸汽由蒸汽發生器產生，蒸汽溫度105℃；換熱器冷凝水采用自來水，水溫低于25℃。

圖1 實驗裝置流程Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus

蒸發器制備所用的中空纖維管采用實驗室自制的石墨改性聚偏氟乙烯（PVDF）導熱管，外徑1.75～1.90 mm，平均值1.80 mm；壁厚0.15 mm。中空纖維蒸發器外殼采用聚丙烯(PP)管，管壁厚度20 mm，管外徑200 mm。中空纖維管在蒸發器中豎直排列，在加熱室上下兩端由環氧樹脂密封固定。加熱室有效高度240 mm，分離室有效高度200 mm，并設有除沫網防止氣液夾帶。蒸發器各項設計參數見表1。

表1 中空纖維管蒸發器設計參數Table 1 Design parameters of hollow fiber evaporator

實驗中需要測定并記錄的數據包括：物料進入和離開蒸發器的溫度、產生的二次蒸汽的溫度、單位時間內二次蒸汽冷凝液的質量、物料循環流量、加熱蒸汽的溫度及冷凝水產量、分離室真空度等。實驗中所有溫度均采用E型熱電偶探頭測量，由巡檢儀自動記錄。真空度由真空表直接讀數，物料流量由轉子流量計測量，冷卻水產水量由在線電子天平稱量。

當調節好實驗操作參數并穩定0.5 mm以上開始計時，每15 min記錄一次數據，每個數據點測量3次并取算術平均值作為最后數據。

1.2 實驗數據處理

當不考慮換熱管內外表面的污垢熱阻時，蒸發器的整體傳熱過程不僅與傳熱元件（中空纖維管）的傳熱系數Kwall相關，與冷側被加熱或蒸發過程的傳熱系數hheat/evap以及熱側被冷凝的傳熱系數hcond也相關。當不考慮壁面厚度對計算的影響時，基于纖維管平均傳熱面積的總傳熱系數K可表示為[7]

式中，δ表示中空纖維管的壁面厚度，m。傳熱系數可以表示為傳熱熱阻的疊加形式，即式（1）中1/K表示總傳熱熱阻Rtot，右側3項分別表示冷凝側傳熱熱阻Rcond、傳熱元件導熱熱阻Rwall和加熱側傳熱熱阻Rheat/evap，即式（1）可以改寫為

過程總傳熱量可以表示為

當不考慮過冷液體進料以及物料濃度引起的沸點升高，冷凝側蒸汽溫度Tcond和加熱側物料沸點溫度Tevap均可視為常數。這時總傳熱溫差ΔTm可由傳熱管內外的算術平均溫差求得，計算式為

式中，Theat,min和Theat,max分別為物料在換熱器進口和出口的溫度，K。

蒸發器的傳熱面積S可由纖維管數量N和有效長度L計算得到：S=Nπd0L

纖維管內側對流傳熱膜系數可根據Nusselt系數關聯式進行計算。研究中管內流動Reynolds數大于2300，因此為湍流流動，其傳熱系數關聯表達式為[8-9]

其應用條件為：Reynolds數Re=dνρ/μ,Prandtl數Pr=cpμ/λ=0.7～120,加熱管長徑比L/d≥60,當管內流體被加熱時m=0.4,當管內流體被冷凝時m=0.3。

纖維管外對流傳熱系數可由式（1）推導求得

蒸發器蒸汽加熱側（纖維管外側）傳遞的總能量可以表示為加熱蒸汽量D與其相應溫度下的冷凝潛熱rvap的乘積

加熱蒸汽放出的總熱量也可以由總熱量衡算得到

式中，FC0(t1-t0)項表示進入蒸發器物料由初始溫度t0升高到沸點溫度t1所需要的熱量；Wre表示產生二次蒸汽量W所需要的熱量；re表示該沸點下物料的汽化潛熱；QL表示整個換熱過程中的熱量損失。

因此，該過程的加熱蒸汽有效熱量利用率為

2 實驗結果與討論

2.1 蒸發產水量

實驗中測定了不同進料溫度和進料流速下的產水量。從圖2中可以看出，進料流速對產水量具有顯著影響，隨著料液流速的增加產水量呈現先增大后減小的變化趨勢；當進料流速為0.138 m·s-1時各進料溫度下均獲得最大產水量。同時，產水量隨著進料溫度的降低而降低，進料溫度為80℃時產水量大幅降低，且當進料流速大于0.138 m·s-1后產水量亦呈快速下降趨勢，由17.14 kg·m-2·h-1下降到12.93 kg·m-2·h-1，遠遠低于同流速下飽和進料（95℃）的18.61 kg·m-2·h-1。當增大進料流速時，管內傳熱得到強化，但同時料液在管內的停留時間減少，因而出現產水量隨流速先增后減的變化趨勢；進料溫度降低使得料液被加熱到沸騰所需的熱量增加，因此在同樣進料流速下產水量比高溫進料時少，當料液流速增大時這種差距更加明顯。

圖2 產水量Fig.2 Water production

從圖2中還可以看出，當料液流速較低時，不同進料溫度下產水量之間的差異較小，而隨著流速的增大，料液溫度對產水量的影響更加顯著。這是因為低流速時料液被加熱的時間較長，而流速越大，料液被加熱的時間越短，單位料液量獲得的傳熱量較小。

2.2 中空纖維管內外傳熱分析

中空纖維蒸發器的傳熱過程可以分為管內傳熱、管外傳熱以及管壁導熱3個過程，本研究中分別對各個部分的傳熱及熱阻進行了分析。

圖3顯示了纖維管內外傳熱系數隨料液溫度和速度的變化關系。總的來說，中空纖維管內側（蒸發側）傳熱系數hevap比纖維管外側（冷凝側）傳熱系數hcond高1個數量級。管內傳熱系數隨著料液溫度的降低而降低，當料液為非沸騰進料時傳熱系數隨著料液流速的增大而顯著降低，而沸騰進料時管內傳熱系數變化不明顯，均保持在27000 W·m-2·K-1以上。當進料溫度為80℃時，隨著料液流速的增大，纖維管內側傳熱系數由26400 W·m-2·K-1急速下降到3600 W·m-2·K-1，傳熱效果明顯下降。其主要原因是：沸騰進料時，加熱蒸汽的熱量主要用于管內側料液蒸發，而非沸騰進料時，加熱蒸汽的熱量同時用于料液升溫和管內側料液蒸發，料液溫度與沸騰溫度之間的溫差越大，用于蒸發的熱量越少，因此對于相同膜面積而言，管內傳熱系數和蒸發量（產水量）均顯著降低。而當料液流速增大時，管內湍動程度增大，在一定程度上有利于傳熱的強化，但同時料液加熱的停留時間變短，被加熱到沸騰溫度的料液量減少，因此出現產水量先增加后減小的變化趨勢（圖2）。

圖3 中空纖維管內(hevap)、外(hcond)側傳熱系數Fig. 3 Heat transfer coefficient of inside and outside hollow fiber surface

管外傳熱系數的變化與管內傳熱系數的變化不同。由圖3可知，除沸騰進料對管外傳熱系數有明顯影響外，非沸騰進料時管內流速對管外傳熱系數的影響相對較小。但是料液溫度對管外傳熱系數有顯著影響，料液溫度越高，管外傳熱系數越大。由此可知，管外傳熱系數主要與加熱蒸汽的狀況相關，而與管內流動狀態關系較小。

為研究纖維管蒸發器中各個傳熱階段對總傳熱過程的影響，對各個階段的傳熱熱阻百分比進行了分析。

對不同料液溫度下纖維管內、外及管壁傳熱熱阻分析結果如圖4所示。從圖中可以得出，纖維管內（蒸發側）的傳熱熱阻在各種進料狀況下所占的百分比最小，低于15.3%，且隨著料液流速的提高而不斷降低，占比甚至小于5%；纖維管外側（冷凝側）的傳熱熱阻占總熱阻的百分比隨著料液流速的增大而增大。當料液為沸騰進料時[圖4(a)]，纖維管管壁的傳熱熱阻占總熱阻的66%以上，這說明增大材料的傳熱性能可以顯著提高纖維管蒸發器的總體傳熱性能，產水量能夠顯著提高；當料液溫度為非沸騰溫度時[圖4(b)、(c)、(d)]，纖維管壁的傳熱熱阻和管外蒸汽冷凝側的傳熱熱阻是傳熱過程的主要熱阻，隨著料液溫度的降低，管壁熱阻占總傳熱熱阻的百分比不斷降低，而管外傳熱熱阻的比重卻不斷增大，同時料液流速的增大也使管外傳熱熱阻的百分比緩慢增大，當進料溫度為80℃時[圖4(d)]，管外傳熱熱阻所占比重超過纖維管管壁傳熱熱阻的比重，由46.1%增大到55.7%，而管壁熱阻所占比重由44.8%降低到42.6%。由此可知，當料液為非沸騰進料時，增強纖維管蒸發器的傳熱性能的主要辦法是對纖維膜材料進行改性以及提高管外蒸汽加熱側的湍動程度。

圖4 傳熱熱阻百分比分析Fig. 4 Percentage analysis of heat transfer resistance

2.3 總傳熱系數和熱量利用率分析

中空纖維管蒸發器的總傳熱系數和熱量利用率分別根據式（3）和式（9）進行計算得到，計算結果如圖5所示。

圖5 總傳熱系數和熱量利用效率Fig.5 Total heat transfer coefficient and heat efficiency

由圖5可知，該蒸發器的總傳熱系數隨著進料溫度的升高而升高，沸騰進料時最高可達到1320 W·m-2·K-1，而進料溫度低于沸點時，總傳熱系數顯著降低，進料溫度為80℃、料液流速為0.368 m·s-1時，過程總傳熱系數僅為662 W·m-2·K-1。這是因為沸騰蒸發側傳熱系數遠大于管壁傳熱系數和管外冷凝側傳熱系數，沸騰溫度進料時傳熱熱量主要用于水蒸發，傳熱系數較高；而低溫進料時，部分熱量用于加熱物料使其溫度提升到沸騰溫度，根據圖3的結果其傳熱系數比沸騰側傳熱系數小1個數量級，因此總傳熱系數較小。另外，從圖5中還可以看出隨著料液流速的增大，總傳熱系數也出現先增大后減小的變化趨勢，這是因為料液流速增大強化了管內側傳熱過程，而料液流速的進一步增大降低了料液的停留時間，被加熱到沸騰溫度進行蒸發的料液減少，產水量降低，總傳熱系數降低。

系統的蒸發效率與其熱量的利用效率呈正比關系，其為用于蒸發所需的能量占總提供能量的比例，而物料溫度升高所需的能量和操作過程中的熱量耗散均不屬于有效蒸發熱量。從圖5中可以看出，沸騰溫度進料時能量利用率最高，基本上保持在94%以上，過程中熱量耗散較少。隨著料液溫度的下降，能量利用率顯著降低，而料液流速的增大使能量利用效率急速降低，料液溫度與沸騰溫度之間溫差越大，能量利用效率降低的速率越大。其主要原因是：料液溫度越低用于料液升溫所需的能量比例越高，而熱量耗散量基本保持不變，用于蒸發的熱量相應減少。此外，料液流速的提高使單位時間內被加熱的料液量增加，料液升溫所需要熱量進一步增加，蒸發所需能量占用的比率相應降低，則能量利用效率降低。因此，當進料溫度為80℃時，隨著流速的增大，能量利用率由88.4%快速降低到64.3%。

3 結 論

本研究設計和制備了高分子中空纖維蒸發器進行實驗，分析了中空纖維蒸發器中管內、外及管壁的傳熱系數和傳熱熱阻，討論了過程熱量利用效率隨著料液流速和溫度的變化趨勢。主要結論如下：

（1）產水量隨料液溫度降低而降低，隨料液流速增大而出現先增大后減小的變化趨勢；

（2）管內蒸發側傳熱系數遠大于管外加熱側傳熱系數，蒸發側傳熱熱阻占總傳熱熱阻的比例較小，低于15.3%，且隨著料液流速的增大而顯著減小到5%以下；

（3）沸騰進料時，纖維管壁的傳熱熱阻為主要熱阻，占比超過66%；非沸騰進料時，纖維管外側（蒸汽加熱側）熱阻所占比重隨著進料溫度降低而不斷增大，與管壁導熱熱阻一起成為主要傳熱熱阻；

（4）沸騰進料時過程能量利用率較高，總傳熱系數最大，可達1320 W·m-2·K-1，料液溫度降低或者料液流速增大均能顯著降低熱量利用效率和過程總傳熱系數。

符 號 說 明

hcond,hheat/evap——分別為管外冷凝傳熱系數和管內加熱/蒸發傳熱系數，W·m-2·K-1

K——總傳熱系數，W·m-2·K-1

Kwall——纖維管材料熱導率，W·m-1·K-1

L——纖維管有效長度，m

N——組件中纖維管數量

Pr——Prandtl數

Q——總傳熱量，W

QL——熱量損失，W

Re——Reynolds數

Rcond,Rheat/evap,Rwall——分別為纖維管外、管內及纖維材料的傳熱熱阻，K·m2·W-1

re,rvap——分別為水的汽化潛熱和蒸汽的冷凝潛熱，kJ·kg-1

S——蒸發器傳熱總面積，m2

Tcond,Tevap——分別為加熱蒸汽溫度和物料沸點溫度，℃

Theat,min,Theat,max——分別為物料被加熱過程中的最低溫度和最高溫度，℃

W——蒸發產水量，kg·m-2·h-1

η——傳熱熱量有效利用效率，%

[1] SONG L, LI B A, ZARKADA D,et al. Polymeric hollow-fiber heat exchangers for thermal desalination processes [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2010, 49(23): 11961-11967.

[2] FAN H H, WANG Y, LI B A. Study of FEPG-based heat conductive hollow fiber and its heat exchanger [J]. Chemical Industry and Engineering, 2013, 30(5): 65-70.

[3] 張濤俊, 陳小平, 鐘建新, 等. 蒸發器防除垢工藝進展[J]. 化工時刊, 2015, (8): 38-41. ZHANG T J, CHEN X P, ZHONG J X,et al. Progress in antifouling technology of evaporator [J]. Chemical Industry Times, 2015, (8): 38-41.

[4] 張少峰, 李修倫, 劉明言. 換熱設備多相流防除垢技術的研究進展[J]. 石油和化工設備, 2002, 5(3): 192-195. ZHANG S F, LI X L, LIU M Y. Advance of heat exchange equipmentmultiphase in dirt-prevention technology [J]. Oil and Chemical Equipment, 2002, 5(3): 192-195.

[5] DIMITRIOS M, ZARKADA D, SIRKAR K K. Polymeric hollow fiber heat exchangers: an alternative for lower temperature applications [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2004, 43(25): 8093-8106.

[6] LI B A, FAN H H. A high-performance heat exchanger using modified polyvinylidene fluoride-based hollow fibers [J]. Advanced Materials Research, 2012, (479/480/481): 115-119.

[7] CHRISTMANN J, KRATZ L J, BART H J. Falling film evaporation with polymeric heat transfer surfaces [J]. Desalination, 2013, 308: 56-62.

[8] SCHEFFLER T B, LEAO A J. Fabrication of polymer film heat transfer elements for energy efficient multi-effect distillation [J]. Desalination, 2008, 222(1): 696-710.

[9] 王贊社, 馮詩愚, 李云, 等. 中空纖維膜換熱器傳熱傳質特性的實驗和理論研究[J]. 西安交通大學學報, 2009, 43(5): 40-45. WANG Z S, FENG S Y, LI Y,et al. Experimental and theoretical research of the heat-transfer character of hollow fiber membrane heat exchanger [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2009, 43(5): 40-45.

[10] 叢凱麗. 聚偏氟乙烯基導熱中空纖維及其換熱器的制備與表征[D].天津: 天津大學, 2010. CONG K L. Preparation and characterization of PVDF hollow fiber and heat exchanger [D]. Tianjin: Tianjin University, 2010.

[11] WANG Z, FENG S, LI Y,et al. Simulation of heat and mass transfer in solution heat exchanger with hollow fiber membrane [J]. Journal of Xi'an Jiaotong University, 2009, 43(3): 36-41.

[12] MEHENDALE S S, JACOBI A M, SHAH R K. Fluid flow and heat transfer at micro and meso-scales with application to heat exchanger design [J]. Applied Mechanics Reviews, 2000, 53(7): 175-193.

[13] 吳極, 王瑾, 王哲旻, 等. 管徑變化對蒸發器性能影響的仿真與實驗研究[J]. 制冷學報, 2015, 36(6): 104-110. WU J, WANG J, WANG Z W,et al. Simulation and experimental research of pipe diameter changes on evaporator performance [J]. Journal of Refrigeration, 2015, 36(6): 104-110.

[14] ZHAO J, LI B A, LI X,et al. Numerical simulation of novel polypropylene hollow fiber heat exchanger and analysis of its characteristics [J]. Applied Thermal Engineering, 2013, 59(1/2): 134-141.

[15] YAN X J, LI B A, LIU B L,et al. Analysis of improved novel hollow fiber heat exchanger [J]. Applied Thermal Engineering, 2014, 67(s1/s2): 114-121.

[16] EL-DESSOUKY H T, ETTOUNEY H M. Plastic compact heat exchangers for single-effect desalination systems [J]. Desalination, 1999, 122(2/3): 271-289.

[17] MENGUAL J I, KHAYET M, GODINO M P. Heat and mass transfer in vacuum membrane distillation [J]. International Journal of Heat & Mass Transfer, 2004, 47(4): 865-875.

[18] JOHNSON D W, YAVUZTURK C, PRUIS J. Analysis of heat and mass transfer phenomena in hollow fiber membranes used for evaporative cooling [J]. Journal of Membrane Science, 2003, 227(1/2): 159-171.

[19] CHEN L, CHEN Q, LI Z,et al.Optimization for a heat exchanger couple based on the minimum thermal resistance principle [J]. International Journal of Heat & Mass Transfer, 2009, 52(52): 4778-4784.

[20] NIU F, YU Y, YU D,et al. Heat and mass transfer performance analysis and cooling capacity prediction of earth to air heat exchanger [J]. Applied Energy, 2015, 137: 211-221.

Heat transfer process analysis in polymer hollow fiber evaporator

HAN Lei, LIU Jun, XU Kai, LI Bao'an
(School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin300072,China;Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin),Tianjin300072,China;State Key Laboratory of Chemical Engineering,Tianjin300072,China;Tianjin Key Laboratory of Membrane Science and Desalination Technology,Tianjin300072,China)

The evaporator is one of the common heat exchangers, which is widely used in chemical industry and food industryetc. The traditional evaporator with metal tubes is extremely limited in utilization for some reasons that the metal tubes are apt to be corroded by acid or alkali and the serious surface scaling. These problems could be well settled by using excellent performance polymer hollow fibers and good application foreground could be in foresight. In this study, the self-made polymer hollow fibers were used to manipulate the non-metal evaporator and the related evaporation experiments were carried out. The results showed that the performance of the hollow fiber evaporator relied on the thermal conditions of the feed solution. The heat transfer coefficient, the water production and the heat efficiency were better when feed with boiling solution than with low temperature solutions. The heat transfer resistances of fiber walls and the shell side were the main heat transfer resistance. The percentage of the heat transfer resistance with fiber walls can be more than 66% when feed with boiling solution. However, the percentage of heat transfer resistance in the lumen side was as low as 15.3%, and can be lower than 5% when the solution velocity increased. The heat transfer coefficient, the heat efficiency and the water production decreased dramatically when the feed temperature became lower. The results in this study can serve data support for the design and operating parameters optimization of the polymer hollow fiber evaporators, and can promote thefurther researches and applications of polymer hollow fiber evaporators.

hollow fiber evaporator; heat transfer; heat conduction; heat efficiency; evaporation

Prof. LI Bao'an, Libaoan@tju.edu.cn

TQ 015.2

：A

：0438—1157（2017）02—0594—07

10.11949/j.issn.0438-1157.20160925

2016-07-04收到初稿，2016-09-22收到修改稿。

聯系人：李保安。

：韓磊（1991—），男，碩士研究生。

天津市科技支撐計劃項目（12ZCZDSF02200）。

Received date: 2016-07-04.

Foundation item: supported by the Science and Technology of Tianjin (12ZCZDSF02200).