本文關鍵詞：蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)理論分析及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代社會中,制冷技術的應用已涉及到國民經(jīng)濟的各個部門以及人們的日常生活。而我國水資源匱乏,尤其近年來電力資源日趨緊張的局勢下,對制冷系統(tǒng)的節(jié)能有了更高的要求,促使具有節(jié)水、節(jié)能、結構緊湊和占地面積小等優(yōu)點的蒸發(fā)式冷凝器在制冷系統(tǒng)中得到了快速的應用,但其應用缺乏強有力的實驗數(shù)據(jù)和理論設計作為指導依據(jù)。 蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)過程是非常復雜的,本文首先就蒸發(fā)式冷凝器的管外空氣流、水流及整個傳熱傳質(zhì)過程進行了分析,建立了數(shù)學模型,給出了邊界條件和現(xiàn)有的傳熱傳質(zhì)經(jīng)驗計算公式。 在傳熱傳質(zhì)理論分析基礎上,建立了蒸發(fā)式冷凝器制冷系統(tǒng)實驗臺,既可對制冷系統(tǒng)制冷性能進行研究,又可單獨對蒸發(fā)式冷凝器的傳熱傳質(zhì)性能進行可視化和實驗測試研究。 通過對不同條件下蒸發(fā)式冷凝器管外水膜的流動可視化實驗研究表明,360°大流量防堵噴嘴B、扭曲管和管表面親水涂層處理,能獲得更好的水膜分布效果,進而減少水膜熱阻,增大空氣和水膜熱質(zhì)交換的接觸面積,達到提高蒸發(fā)式冷凝器的整體換熱性能的目的。另外,還對管外水膜的溫度變化進行了實驗研究,結果表明,蒸發(fā)式冷凝器有一個最佳噴淋水量,其換熱過程主要是由循環(huán)冷卻水的顯熱換熱和蒸發(fā)換熱交替起控制作用構成的,在穩(wěn)定操作條件下運行一段時間后水盤中的水溫能保持較好的恒定。 本文重點研究了蒸發(fā)式冷凝器制冷系統(tǒng)的制冷性能和蒸發(fā)式冷凝器的傳熱性能,表明蒸發(fā)式冷凝器的最小噴淋密度為0.043kg·m-1·s-1,安全起見,實驗選取最小噴淋密度為0.047 kg·m-1·s-1,最佳迎面風速為2.9～3.1m·s-1,能效比高達4.5～5。通過實驗數(shù)據(jù)回歸分析,得到了管外水膜傳熱系數(shù)和管外空氣對流傳熱傳質(zhì)系數(shù)的計算關聯(lián)式,實驗測量值與計算值的相對誤差均在10%以內(nèi),并且將實驗關聯(lián)式和國內(nèi)外學者的關聯(lián)式進行比較,表明實驗關聯(lián)式具有較好的正確性。 分析各傳熱傳質(zhì)系數(shù)數(shù)據(jù)表明,空氣與水膜直接接觸傳熱傳質(zhì)阻力和管外冷卻水膜傳熱熱阻為蒸發(fā)式冷凝器傳熱過程的主要控制因素。由此,提出采取在蒸發(fā)式冷凝器換熱盤管底部和進風格柵之間加入填料來強化蒸發(fā)式冷凝器的傳熱,實驗結果表明,在相同操作條件下,總傳熱系數(shù)提高了7.2%～16.9%,空氣對流傳熱膜系數(shù)提高了29.6%～66.3%,傳質(zhì)膜系數(shù)提高了34.5%～63.4%,制冷系統(tǒng)能效比提高了0.4%～3.5%,但制冷量減少了3.5%～9.1%。
【關鍵詞】：蒸發(fā)式冷凝器 傳熱傳質(zhì) 水膜 制冷 強化
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TQ021
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 研究背景11-17
• 1.1.1 制冷技術應用簡介11-12
• 1.1.2 冷凝器的類型及特點12-17
• 1.2 本課題提出的目的意義17-18
• 1.3 蒸發(fā)式冷凝器的研究文獻綜述18-21
• 1.3.1 國外研究進展18-20
• 1.3.2 國內(nèi)研究進展20-21
• 1.4 蒸發(fā)式冷凝器的發(fā)展現(xiàn)狀21-25
• 1.5 本課題的來源及主要研究內(nèi)容25
• 1.6 本章小結25-27
• 第二章 蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)分析27-43
• 2.1 前言27-28
• 2.2 換熱盤管管間空氣和水的流動分析28-32
• 2.2.1 空氣參數(shù)的變化28-30
• 2.2.3 水膜和空氣的相互作用30-32
• 2.3 傳熱傳質(zhì)數(shù)學模型32-37
• 2.3.1 條件假設33-34
• 2.3.2 傳熱傳質(zhì)基本方程34
• 2.3.3 空氣和水蒸氣的熱力計算方程34-35
• 2.3.4 過程能量守恒方程35
• 2.3.5 數(shù)學模型的整理35-37
• 2.3.6 邊界條件37
• 2.4 模型中各參數(shù)的確定37-41
• 2.4.1 管內(nèi)冷凝傳熱系數(shù) α_k的計算37-38
• 2.4.2 管外水膜傳熱系數(shù) α_w的計算38-39
• 2.4.3 管外空氣對流傳熱系數(shù)αwa 的計算39-41
• 2.4.4 管外空氣對流傳質(zhì)系數(shù)αm 的計算41
• 2.5 本章小結41-43
• 第三章 實驗裝置及方法43-53
• 3.1 實驗目的43
• 3.2 實驗裝置介紹43-48
• 3.2.1 制冷劑氟利昂R2245
• 3.2.2 蒸發(fā)式冷凝器45-47
• 3.2.3 系統(tǒng)其它部件47-48
• 3.3 測試方法48-50
• 3.3.1 溫濕度測量48
• 3.3.2 流量測量48-49
• 3.3.3 壓力測量49
• 3.3.4 壓差測量49
• 3.3.5 功率測量49-50
• 3.3.6 流場測量50
• 3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)50-51
• 3.5 參數(shù)控制調(diào)節(jié)51
• 3.5.1 蒸發(fā)式冷凝器通風量調(diào)節(jié)51
• 3.5.2 蒸發(fā)式冷凝器循環(huán)冷卻水噴淋水量調(diào)節(jié)51
• 3.6 實驗基本步驟和注意事項51-52
• 3.6.1 實驗基本步驟51
• 3.6.2 注意事項51-52
• 3.7 實驗誤差分析52
• 3.8 本章小結52-53
• 第四章 蒸發(fā)式冷凝器管外水膜流動實驗研究53-65
• 4.1 前言53
• 4.2 水膜分布影響因素的研究53-60
• 4.2.1 噴嘴對水膜分布的影響53-56
• 4.2.2 管型對水膜分布的影響56-59
• 4.2.3 管表面性質(zhì)對水膜分布的影響59-60
• 4.3 水膜溫度分布研究60-64
• 4.3.1 水膜溫度的穩(wěn)定過程60-61
• 4.3.2 風量對水膜溫度的影響61-62
• 4.3.3 噴淋水量對水膜溫度的影響62-63
• 4.3.4 水膜溫度的縱向分布63-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第五章 蒸發(fā)式冷凝器性能實驗研究65-84
• 5.1 前言65
• 5.2 實驗過程65-66
• 5.2.1 噴淋水量影響的實驗65-66
• 5.2.2 風量影響的實驗66
• 5.3 實驗數(shù)據(jù)處理計算66-69
• 5.3.1 空氣參數(shù)計算66-67
• 5.3.2 制冷量Q_o 的計算67
• 5.3.3 冷凝熱負荷Q_c 的計算67
• 5.3.4 冷凝器總傳熱系數(shù)K 和熱流密度q_f 的計算67
• 5.3.5 管外水膜傳熱系數(shù)α_w 和空氣對流傳熱系數(shù)α_(wa) 的計算67-68
• 5.3.6 傳質(zhì)系數(shù)α_m 的計算68
• 5.3.7 能效比EER 的計算68-69
• 5.4 實驗結果與分析69-77
• 5.4.1 噴淋密度的影響69-72
• 5.4.2 迎面風速的影響72-76
• 5.4.3 濕球溫度的影響76-77
• 5.5 實驗結果回歸77-79
• 5.5.1 回歸方法77
• 5.5.2 回歸結果77-79
• 5.6 實驗結果比較79-82
• 5.6.1 α_w 計算結果對比79-80
• 5.6.2 α_(wa) 計算結果對比80-82
• 5.6.3 α_m 計算結果對比82
• 5.7 本章小結82-84
• 第六章 蒸發(fā)式冷凝器強化傳熱實驗研究84-92
• 6.1 前言84
• 6.2 實驗過程84-85
• 6.2.1 填料選用84
• 6.2.2 實驗基本步驟84-85
• 6.3 實驗結果與分析85-90
• 6.3.1 運行參數(shù)的影響85-86
• 6.3.2 制冷性能的影響86-87
• 6.3.3 傳熱傳質(zhì)性能的影響87-90
• 6.4 本章小結90-92
• 結論與建議92-94
• 參考文獻94-99
• 物理量名稱及符號表99-101
• 在學期間發(fā)表與學位論文內(nèi)容相關的學術論文101-104
• 致謝104-106
• 附錄106-108

【引證文獻】

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本文編號：261894