本文關(guān)鍵詞：蒸發(fā)式冷卻換熱器性能研究

  更多相關(guān)文章： 蒸發(fā)式冷卻換熱器 傳熱傳質(zhì) 風(fēng)水配比 空氣參數(shù) 數(shù)值模擬

【摘要】：蒸發(fā)式冷卻換熱器的熱質(zhì)交換過程十分的復(fù)雜,許多研究人員對如何增強(qiáng)設(shè)備的熱質(zhì)交換性能,從不同的影響因素分析,并采用實(shí)驗(yàn)研究結(jié)合數(shù)值計(jì)算和模擬進(jìn)行分析。目前對于蒸發(fā)式換熱器尚且沒有較為精確的設(shè)計(jì)計(jì)算公式,實(shí)際應(yīng)用中多采用經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算。本文通過實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方式對蒸發(fā)式冷卻換熱器進(jìn)行研究。本文根據(jù)傳熱學(xué)和熱力學(xué)基礎(chǔ)理論,進(jìn)行假設(shè),簡化模型,建立蒸發(fā)式冷卻換熱器的數(shù)學(xué)模型,分析設(shè)備內(nèi)部、進(jìn)出口和盤管周圍的溫度、焓值變化情況。并給出現(xiàn)有的傳熱傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算關(guān)聯(lián)式。本文研究噴淋水密度、盤管表面迎面風(fēng)速和環(huán)境空氣參數(shù)對設(shè)備熱質(zhì)交換性能的影響情況,搭建水-水蒸發(fā)式冷卻換熱器小型實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,并由焓差室控制環(huán)境溫度、濕度。研究結(jié)論如下:(1)對于結(jié)構(gòu)確定的設(shè)備,噴淋水密度對總傳熱系數(shù)的影響較大,對傳質(zhì)系數(shù)的影響較小。該設(shè)備最佳循環(huán)水的噴淋密度為0.0314kg·m-2·s-1,此時(shí)設(shè)備的整體換熱系數(shù)達(dá)到最大值。(2)總傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)均隨著迎面風(fēng)速的增大而增大。在實(shí)驗(yàn)風(fēng)速范圍,當(dāng)風(fēng)速為3.04m/s的時(shí)候總傳熱系數(shù)曲線出現(xiàn)拐點(diǎn),繼續(xù)增大風(fēng)速,總傳熱系數(shù)的增加將會不明顯,從傳熱傳質(zhì)系數(shù)總體分析,設(shè)備最佳風(fēng)速的取值范圍為3.04m/s~3.22m/s。(3)進(jìn)口空氣濕球溫度降低,總換熱量將會增大,設(shè)備的傳熱傳質(zhì)系數(shù)顯示略有增大。濕球溫度從22℃升高至28℃,總換熱量從14876W降為9804W,總傳熱系數(shù)從599W·m-2·k-1降為576W·m-2·k-1。進(jìn)口空氣相對濕度降低,促進(jìn)設(shè)備熱質(zhì)交換過程,提高傳熱傳質(zhì)系數(shù)。相對濕度從55%增大到85%,設(shè)備總傳熱系數(shù)約降低10%。傳質(zhì)系數(shù)約降低13.7%。(4)理論和實(shí)驗(yàn)分析,水膜傳熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算值介于國內(nèi)外的計(jì)算關(guān)聯(lián)式計(jì)算值之間,噴淋水量、盤管管徑、噴淋水溫和空氣流量都將影響水膜的傳熱系數(shù)。傳質(zhì)系數(shù)實(shí)驗(yàn)值比關(guān)聯(lián)式計(jì)算值要高,傳質(zhì)系數(shù)主要由空氣的質(zhì)量流量決定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合理論對比分析擬合傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式。由于實(shí)驗(yàn)過程對設(shè)備內(nèi)部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察存在困難,建立二維、穩(wěn)態(tài)、不可壓縮模型,采用ANSYS軟件中的FLUENT模塊對設(shè)備內(nèi)的空氣流動(dòng)、溫度分布和壓力變化隨噴淋水量和迎面風(fēng)量的變化情況進(jìn)行模擬。得出盤管表面迎面風(fēng)速在3.0m/s,噴淋水密度為0.036kg·m-2·s-1的時(shí)候換熱器的性能較好,模擬數(shù)據(jù)得出當(dāng)設(shè)備運(yùn)行恒定時(shí),空氣出口的溫度低于進(jìn)口溫度,和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符合。對蒸發(fā)式冷卻換熱器采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方式,得出實(shí)驗(yàn)臺的最佳噴淋密度和迎面風(fēng)速以及空氣參數(shù)對熱質(zhì)交換的影響情況。得出水膜表面熱質(zhì)交換參數(shù)的主要影響因素。對今后的蒸發(fā)式換熱器的設(shè)計(jì)研究提供參考。
【關(guān)鍵詞】：蒸發(fā)式冷卻換熱器 傳熱傳質(zhì) 風(fēng)水配比 空氣參數(shù) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 前言10-21
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 蒸發(fā)式冷卻換熱器的應(yīng)用介紹10-11
• 1.1.2 蒸發(fā)式冷卻換熱器的介紹11-13
• 1.2 蒸發(fā)冷卻技術(shù)研究意義13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 課題研究內(nèi)容20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第二章 蒸發(fā)式換熱器傳熱傳質(zhì)過程理論分析21-37
• 2.1 盤管表面水膜形態(tài)以及空氣狀態(tài)參數(shù)的變化22-23
• 2.2 傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型23-28
• 2.2.1 條件假設(shè)23
• 2.2.2 整個(gè)過程控制體內(nèi)質(zhì)量和能量參數(shù)的確定23-28
• 2.3 傳熱傳質(zhì)過程中各個(gè)參數(shù)的確定28-36
• 2.3.1 管內(nèi)工質(zhì)的對流換熱系數(shù) αi28-29
• 2.3.2 管外壁與水膜之間的對流換熱系數(shù) αw29-32
• 2.3.3 管外水膜與空氣的對流換熱系數(shù) αwa32-33
• 2.3.4 管外空氣水膜傳質(zhì)系數(shù)Km33-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法37-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置介紹37-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測量儀器38-41
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備38-40
• 3.3.2 測試儀器40-41
• 3.4 實(shí)驗(yàn)方法41-43
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)流程42
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)42-43
• 3.5 誤差分析43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 蒸發(fā)式冷卻換熱器傳熱傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究44-59
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案44-46
• 4.1.1 參數(shù)的測量44-45
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理46-47
• 4.3 結(jié)果與分析47-55
• 4.3.1 噴淋水流量的影響47-50
• 4.3.2 迎面風(fēng)速的影響50-52
• 4.3.3 濕球溫度的影響52-54
• 4.3.4 相對濕度對傳熱傳質(zhì)的影響54-55
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸55-58
• 4.4.1 水膜傳熱系數(shù)55
• 4.4.2 傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式55-56
• 4.4.3 傳質(zhì)系數(shù)Km的擬合公式56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 數(shù)值模擬研究59-69
• 5.1 網(wǎng)格劃分59-60
• 5.2 FLUENT模擬過程60-62
• 5.2.1 模型的控制方程61
• 5.2.2 邊界條件設(shè)定61-62
• 5.3 模擬結(jié)果及分析62-67
• 5.3.1 風(fēng)速場的穩(wěn)態(tài)分布分析62-65
• 5.3.2 噴淋水流量對盤管表面穩(wěn)態(tài)影響65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士期間論文75-76
• 致謝76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：898935