【摘要】：蒸發(fā)式冷凝器以節(jié)能節(jié)水、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點成為目前的研究熱點。本文為強化內(nèi)翅板式蒸發(fā)冷凝器的換熱性能針對內(nèi)翅板式蒸發(fā)冷凝器的換熱單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)和換熱單元板片結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬優(yōu)化研究,并通過試驗研究噴淋密度對蒸發(fā)式冷凝器板外氣液兩相降膜流動特性的影響。具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:一、提出了一種新型的內(nèi)翅板蒸發(fā)式冷凝器,對其傳熱特性進(jìn)行研究及優(yōu)化。研究不同隔板長度和增加肋片對強化傳熱性能的影響。結(jié)果表明:換熱單元板內(nèi)制冷劑流動湍流強度隨隔板長度增加而增強,出口溫度隨隔板長度增長而降低;出口溫度隨肋片間距增大而降低;出口溫度隨肋片高度升高而降低;優(yōu)化的板內(nèi)結(jié)構(gòu)為隔板長度410mm、肋片高度20mm、肋片間距70mm時,出口溫度相比原模型降低了6.1%,湍流強度增強19.5%;在蒸發(fā)溫度為268.15K時,單位制冷量比原模型增加了20.5%,制冷系數(shù)增大了21.83%,換熱性能得到顯著增強。二、對比分析了幾種新型的板片結(jié)構(gòu)。研究板片構(gòu)型、噴淋水噴淋密度、空氣入口速度等因素對氣液兩相流流體流動及傳熱性能的影響。結(jié)果表明:半圓波紋板有較慢的水膜穩(wěn)定時間和較大的換熱面積,換熱性能較好;不同板片結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)式冷凝器具有不同的最佳噴淋水噴淋密度,最佳噴淋密度區(qū)間范圍為0.48~0.93kg/(ms);空氣入口速度一定時,半圓波紋板的壁面溫度隨噴淋密度增大而增大,氣液界面溫度隨噴淋密度增大而減小;當(dāng)空氣入口速度小于2.5m/s時,空氣入口速度的適當(dāng)增大能有效減薄半圓波紋板板外水膜厚度,強化換熱。三、建立了內(nèi)翅板式板蒸發(fā)冷凝器換熱板片水膜流動特性實驗平臺,試驗測試不同噴淋密度下各換熱板片水膜流動形態(tài)及噴淋密度對換熱板片溫度場的影響。結(jié)果表明:水膜厚度隨噴淋密度減小而減薄;噴淋密度較大時,受板型及氣液剪切力影響,水膜流動向中心區(qū)域聚集,且部分區(qū)域會出現(xiàn)水膜飛濺現(xiàn)象;半圓波紋板在噴淋密度分別為0.524kg/m·s、0.738kg/m·s、0.905kg/m·s時,換熱性能均優(yōu)于其他換熱板片,且在此噴淋密度范圍時,板片換熱面積是影響其換熱性能的主要因素。
【圖文】：

以潛熱為主、顯熱為輔，將換熱冷凝過程與水冷卻過程相結(jié)合，并可實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)水節(jié)能。其運行原理如圖1-1所示，高溫氣態(tài)制冷劑工質(zhì)由蒸發(fā)冷凝器上方入口進(jìn)入，與換熱器外空氣和噴淋水進(jìn)行熱交換，由氣態(tài)冷凝為液態(tài)，從蒸發(fā)冷凝器下方制冷劑出口流出。噴淋水由水泵將集水槽中的水輸送到換熱器上方的噴淋管，由布水器（噴嘴）噴淋到蒸發(fā)冷凝器單元外表面，，形成連續(xù)水膜，其中一部分水吸熱蒸發(fā)為水蒸氣，其余落入水槽，供循環(huán)使用，噴淋水量由浮球閥控制。風(fēng)機強迫空氣從蒸發(fā)冷凝器側(cè)壁下部被吸入，流經(jīng)換熱單元外部，帶走水膜蒸發(fā)的水蒸氣，其部分水滴可通過擋水板吸收，以減少水滴飄散損失。

2圖 1-2 水-空氣熱濕交換示意圖Fig.1-2 The diagram of water-air heat and moisture exchange與傳統(tǒng)的空氣冷卻系統(tǒng)相比，蒸發(fā)冷凝器利用未飽和空氣的干濕球溫度差來進(jìn)行換熱，其冷卻驅(qū)動力來自濕球溫度差或者焓差[16]。當(dāng)不飽和空氣與水接觸時，空氣中水蒸汽分壓低于水面的水蒸汽壓，從而產(chǎn)生以壓差為主的推動力，使水向空氣側(cè)蒸發(fā)，且傳熱傳質(zhì)同時進(jìn)行。其水-空氣熱濕交換示意圖如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：鄭州輕工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK172

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 簡棄非;戴晨影;任勤;張勇;;空氣相對濕度對板式蒸發(fā)冷凝器傳熱性能影響的實驗研究[J];電力建設(shè);2015年03期

2 魏高升;陳林;李兵;陳永輝;杜小澤;楊勇平;;板式蒸發(fā)式冷凝器熱質(zhì)傳遞過程模型分析[J];電力建設(shè);2014年06期

3 李泰宇;歐陽新萍;;一種全管束配水的蒸發(fā)式冷凝器及其風(fēng)阻實驗研究[J];制冷學(xué)報;2014年02期

4 簡棄非;任勤;戴晨影;李志明;張勇;;噴淋蒸發(fā)板式冷凝器傳熱理論分析及實驗研究[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

5 石仲t

本文編號：2580253