本文關鍵詞：鼓包板片蒸發(fā)式冷凝器流動特性與傳熱性能研究

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【摘要】：能源問題日益突出,大力發(fā)展新能源、提高已有設備的能源利用率是改善現狀的有效措施。蒸發(fā)式冷凝器是一種高效節(jié)能的換熱設備,相比水冷式冷凝器,冷凝溫度低4~10℃,耗電量是其40%;對比風冷式冷凝器,冷凝溫度低8~11℃,動力消耗節(jié)約30%以上。蒸發(fā)式冷凝器在節(jié)水節(jié)電上的優(yōu)點,被廣泛應用在各行各業(yè)。本文對板式蒸發(fā)式冷凝器做了以下幾方面研究:(1)對板式蒸發(fā)式螺桿冷水機組進行性能測試。測得試驗機組在7℃冷凍水出水溫度工況下,制冷劑進出冷凝器溫度、換熱板片表面溫度、進出口氣流干濕球溫度和流速等,通過計算得到制冷量為750k W,換熱板片的熱流密度為2975k W/m2,機組能效比為3.86。對冷凍水出水溫度變化對冷凝器傳熱性能的影響進行研究,結果表明冷凍水出水溫度升高,制冷量增加,換熱板片熱流密度變大,機組能效比升高。(2)建立蒸發(fā)式冷凝器換熱板片單元間氣-水兩相流動模型,利用Fluent軟件進行數值模擬,得到速度場、壓力場、溫度場以及蒸汽分布特性。改變空氣流速、噴淋水流量和換熱板片結構,分析對流動特性及傳熱傳質活動的影響�？諝饬魉購�0.5m/s增大至4m/s,傳熱傳質得到強化;噴淋水流量增大使空氣進出口壓差增大,水膜厚度加厚削弱傳熱作用,出口溫度降低,出口空氣含濕量從0.0276kg/kg變化為0.0278kg/kg。改變板片結構進行流場分析,隨著板片凹處直徑變大,空氣沿路損失增加,水膜蒸發(fā)量減少;凹處角度增大,空氣走道趨于平緩,能量損失減少,傳熱傳質強度呈先增后減趨勢。角度為164°時,空氣出口溫度最大為303.5K,空氣出口含濕量達到最大值0.027kg/kg。(3)對冷卻水從換熱板片出來,進入下層填料進行傳熱傳質活動進行模擬,得到空氣速度、噴淋水流量和填料間距的改變對壓力場、溫度場等影響,從而得出最佳空氣速度、填料參數。當氣流速度為2m/s、填料間距設置為6mm,換熱強度高,機組的冷卻水循環(huán)、電能消耗少。
【關鍵詞】：板片 蒸發(fā)式冷凝 流場特性 數值模擬 填料
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB657.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 課題意義11
• 1.2 空調機組冷凝器概述11-18
• 1.2.1 空調機組冷凝器類型11-14
• 1.2.2 蒸發(fā)式冷凝器工作原理14-16
• 1.2.3 蒸發(fā)式冷凝器的特點16-17
• 1.2.4 蒸發(fā)式冷凝器的分類17-18
• 1.3 蒸發(fā)式冷卻技術的發(fā)展現狀18-23
• 1.3.1 國外蒸發(fā)式冷卻技術的發(fā)展18-21
• 1.3.2 國內蒸發(fā)式冷卻技術的發(fā)展21-23
• 1.4 課題研究的內容23-24
• 1.5 小結24-25
• 第二章 板式蒸發(fā)冷卻傳熱傳質分析25-36
• 2.1 板管蒸發(fā)式冷凝器25-28
• 2.1.1 盤管蒸發(fā)式冷凝器25-26
• 2.1.2 板式蒸發(fā)式冷凝器26-28
• 2.2 蒸發(fā)冷卻機理28-29
• 2.3 板外水側蒸發(fā)分析29-33
• 2.3.1 板外水膜傳熱分析30
• 2.3.2 板外水膜傳質分析30-31
• 2.3.3 空氣狀態(tài)參數計算31-33
• 2.4 制冷劑側傳熱分析33-34
• 2.4.1 膜狀凝結33
• 2.4.2 板內制冷劑冷凝換熱系數33-34
• 2.5 總傳熱系數34-35
• 2.6 小結35-36
• 第三章 蒸發(fā)式冷凝器機組性能測試36-52
• 3.1 實驗目的36
• 3.2 實驗裝置36-40
• 3.2.1 系統(tǒng)簡介36-38
• 3.2.2 換熱板片模塊38-40
• 3.3 實驗步驟及測試方法40-46
• 3.3.1 實驗步驟40-41
• 3.3.2 測試方法和測試數據41-46
• 3.4 實驗數據處理46-49
• 3.4.1 數據處理方法46-47
• 3.4.2 冷凍水出水溫度與板片熱流密度關系47-48
• 3.4.3 冷凍水出水溫度與制冷量、功率關系48-49
• 3.4.4 冷凍水出水溫度和能效比的關系49
• 3.5 誤差分析49-51
• 3.6 小結51-52
• 第四章 板間水-空氣兩相數值模擬52-66
• 4.1 CFD簡介52-56
• 4.1.1 CFD軟件介紹52-53
• 4.1.2 數值求解方法53-54
• 4.1.3 數值模擬步驟54-56
• 4.2 計算模型建立56-62
• 4.2.1 計算方法56-59
• 4.2.2 模型計算過程59
• 4.2.3 物理模型與邊界條件59-61
• 4.2.4 控制方程61
• 4.2.5 網格劃分61-62
• 4.3 計算結果分析62-65
• 4.3.1 流動特性結果分析62-64
• 4.3.2 傳熱傳質結果分析64-65
• 4.4 小結65-66
• 第五章 板間水-空氣流動影響因素66-78
• 5.1 空氣流速的影響66-70
• 5.1.1 空氣流速對流動特性的影響66-68
• 5.1.2 空氣流速對傳熱傳質的影響68-70
• 5.2 水流量對傳熱傳質的影響70-72
• 5.3 板片結構對傳熱傳質的影響72-76
• 5.3.1 板片焊點下凹直徑的影響72-74
• 5.3.2 板片焊點角度的影響74-76
• 5.4 小結76-78
• 第六章 波紋填料傳熱與流阻特性分析78-90
• 6.1 冷卻系統(tǒng)中的填料使用情況78-79
• 6.2 填料在蒸發(fā)式冷凝器中的應用79-81
• 6.3 填料數值模擬81-85
• 6.3.1 填料模型和數值方法81-82
• 6.3.2 流場特征及傳熱特性82-84
• 6.3.3 物質組分84-85
• 6.3.4 模擬驗證85
• 6.4 不同參數影響85-89
• 6.4.1 不同氣流速度的影響85-88
• 6.4.2 不同間距的影響88-89
• 6.5 小結89-90
• 總結與展望90-92
• 總結90-91
• 展望91-92
• 參考文獻92-97
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果97-98
• 致謝98-99
• 附件99

【參考文獻】

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本文編號：620599