【摘要】：冷凍式干燥器作為一種重要的壓縮空氣后處理設(shè)備,在氣動系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,依靠制冷劑與壓縮空氣換熱來進行工作。目前冷凍式干燥器還存在著換熱效率不高、壓縮空氣流動過程中死區(qū)較多的問題。因此,研究冷凍式干燥器的換熱效果,探討結(jié)構(gòu)形式以及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對換熱效果的影響規(guī)律意義重大。為分析冷凍式干燥器中的壓縮空氣的流動特性和換熱特性,進行了仿真和試驗研究。采用數(shù)值模擬方法分析了預(yù)冷器和蒸發(fā)器的流動和換熱特性,并對板翅式換熱器的換熱性能進行了仿真和試驗研究。主要的研究內(nèi)容如下:論文首先分析了不同類型的折流板對預(yù)冷器換熱特性和流動特性的影響,結(jié)果表明:單弓形折流板換熱量和壓力損失最大,改進型花隔板壓力損失最小,花隔板換熱量最小。以單位壓降內(nèi)換熱系數(shù)k/Δp為指標(biāo)評判換熱效果,改進型花隔板綜合性能最佳。為分析不同入口條件對蒸發(fā)器內(nèi)部壓縮空氣的流動特性和換熱特性的影響,通過建模仿真分析其內(nèi)部壓縮空氣的流動熱性和換熱特性與入口速度、入口直徑的關(guān)系,得到了不同工況下蒸發(fā)器內(nèi)部流場的分布規(guī)律,并且以k/Δp為指標(biāo)衡量綜合性能。為研究折流板間距對換熱的影響,建立了三種不同折流板間距的蒸發(fā)器模型并進行數(shù)值模擬計算,結(jié)果表明:當(dāng)折流板間距減小時,換熱量增大,壓力損失增大,k/Δp的值減小。建立板翅式換熱器模型并對其進行數(shù)值模擬計算,研究在不同入口速度和入口壓力下?lián)Q熱器的換熱情況。搭建了試驗平臺,測量板翅式換熱器出口處的溫度,將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬計算結(jié)果對比,驗證了仿真結(jié)果的可信度。研究發(fā)現(xiàn):入口壓力和入口速度增大時,板翅式換熱器的換熱量、平均換熱系數(shù)和壓力損失均增大;k/Δp的值隨入口速度增大而減小,高速時入口壓力對k/Δp的值影響不大。
【圖文】：

空氣經(jīng)內(nèi)側(cè)中心管道流動并且熱交換器管道外圍還設(shè)有增大接觸面積的散熱翅片。逡逑水氣分離裝置為氣罐狀，氣體經(jīng)上部流出而冷卻水經(jīng)底部排除，氣罐中上部分設(shè)有除霧逡逑氣墊和擋板，實現(xiàn)水氣分離。如圖１．１所示為熱交換器管道截面圖。其中區(qū)域１為壓縮逡逑空氣流道，區(qū)域２為冷卻介質(zhì)流道，而３表示散熱翅片。逡逑１－壓縮空氣流動２－冷卻介質(zhì)流道３－散熱翅片逡逑圖１．１熱交換器管道截面逡逑后來的學(xué)者Ｊａｍｅｓ邋Ｗ．ＢａｍｗｅｌＰ在前人的基礎(chǔ)上提出了另一種冷凍式干燥器，與前逡逑面Ｍａｒｔｉｎ所提出的冷凍式干燥器相比，Ｊａｍｅｓ對熱交換器的結(jié)構(gòu)作了一定的改進，該熱逡逑交換器使用了可相變材料進一步增強換熱能力。這種熱交換器為圓柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有逡逑三段同軸管，其管道截面如圖１．２所示。制冷劑在最里面的一段圓管內(nèi)流通（圖中標(biāo)號逡逑２逡逑

空氣經(jīng)內(nèi)側(cè)中心管道流動并且熱交換器管道外圍還設(shè)有增大接觸面積的散熱翅片。逡逑水氣分離裝置為氣罐狀，氣體經(jīng)上部流出而冷卻水經(jīng)底部排除，氣罐中上部分設(shè)有除霧逡逑氣墊和擋板，實現(xiàn)水氣分離。如圖１．１所示為熱交換器管道截面圖。其中區(qū)域１為壓縮逡逑空氣流道，區(qū)域２為冷卻介質(zhì)流道，而３表示散熱翅片。逡逑１－壓縮空氣流動２－冷卻介質(zhì)流道３－散熱翅片逡逑圖１．１熱交換器管道截面逡逑后來的學(xué)者Ｊａｍｅｓ邋Ｗ．ＢａｍｗｅｌＰ在前人的基礎(chǔ)上提出了另一種冷凍式干燥器，與前逡逑面Ｍａｒｔｉｎ所提出的冷凍式干燥器相比，Ｊａｍｅｓ對熱交換器的結(jié)構(gòu)作了一定的改進，該熱逡逑交換器使用了可相變材料進一步增強換熱能力。這種熱交換器為圓柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)有逡逑三段同軸管，其管道截面如圖１．２所示。制冷劑在最里面的一段圓管內(nèi)流通（圖中標(biāo)號逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH45

【參考文獻】

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本文編號：2690253