直接接触式换热无固定金属换热面,具有传热热阻低、换热系数高、结构简单、不易腐蚀和结垢等传统间壁换热无法比拟的优势。鼓泡塔中直接接触式换热传热性能受限,存在返混和液滴尾流等不利于换热的因素,因此本文主要研究加θ环散装填料的鼓泡塔内正戊烷-水直接接触式蒸发换热性能。实验采用顺流操作,考察了分散相流量、温差和分布器孔径对轴向温度分布、汽化高度和体积换热系数的影响,并详细分析了填料对塔内流体流型和换热性能的影响。同时,在实验的基础上进行直接接触式蒸发换热理论推导,并与实验进行验证。研究结果如下:(1)鼓泡塔内加入填料后,连续相总温降增加,且温降速度增加;汽化高度显著降低;在正戊烷流量为23.868L?h-1,分布器孔径为2.5mm时加填料的塔内体积换热系数约为未加填料的体积换热系数的两倍。一方面,由于填料的切割和阻碍作用,填料限制了分散相正戊烷液滴的尺寸大小,增加了换热面积;另一方面,填料阻碍了塔内流体的轴向运动与径向运动,从而能在一定程度上减小流体返混,这些都能使得加填料后鼓泡塔的换热性能高于未加填料的鼓泡塔。另外,填料使得塔内流体流型变得温和。(2)加填料的鼓泡塔中,轴向温度降低趋势随正戊烷流量的增加变化不大,随着进口水温的增加,温度降低速度增加,且总温降值增加;分布器孔径增加,温降速度降低。汽化高度随正戊烷流量和分布器孔径的增加而增加,随温差的增加而减小;当温差高于8℃时,汽化高度随温差的变化基本不变。体积换热系数随正戊烷流量的增加而增大,随分布器孔径的增加而减小,体积换热系数与温差近似成幂指数关系,温差小于3℃时,体积换热系数随温差的减小迅速增大,当温差大于8℃时,温度对体积换热系数的影响很小,几乎可以忽略。(3)利用单液滴蒸发换热系数来关联得到未加填料的鼓泡塔液滴群蒸发换热系数,获得整塔平均体积换热系数的关联式;通过未加填料鼓泡塔中泡滴群体积换热系数关联得出加填料的体积换热系数;将理论得出的体积换热系数与实验得出的进行比较,偏差均在20%以内。