小型蓄冷空调系统末端换热研究

发布时间：2017-05-20 06:18

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【摘要】：蓄冷空调作为一种电力负荷“移峰填谷”技术,是当今广受关注的最经济、最有效的方式之一。针对电力需求侧的优惠政策,如分时电价等,又为蓄冷空调的发展带来了机遇与挑战,基于此背景,本文针对小型冰蓄冷空调系统的末端换热问题进行研究,重点探讨了潜热输运型蓄冷介质-冰浆在不同类型管翅式换热器中直接融冰换热时,空气侧的流动与传热特性。论文针对冰浆在管翅片换热器中直接流动进行融冰供冷情况,建立了空气侧流体流动与传热模型,应用商业软件FLUENT对圆管-平翅片、圆管-波纹翅片和圆管-开窗翅片换热器进行了三维数值模拟计算分析,计算中考虑了含冰率、管径、冰晶粒子直径等参数对冰浆侧的换热影响,基于第三类边界条件研究了空气侧的流动与换热过程。结果表明:波纹翅片换热效果强于平翅片和开窗翅片,但综合考虑阻力损失影响,圆管-开窗翅片换热器综合换热性能较优。采用均匀设计与回归分析方法,基于数值模拟结果重点研究了圆管-开窗翅片换热器流动与换热性能的影响因素,如风速、窗片倾角、长度等。随着进口风速、窗片倾角的增大,圆管-开窗翅片换热器空气侧阻力损失均增大,进出口温差亦增大;随着窗片长度的增大,空气侧阻力损失增大,但进出口温差的变化较小,并通过双重筛选逐步回归分析认为影响空气侧阻力损失的主要因素是窗片倾角,而影响空气侧换热特性的主要因素是窗片长度,但窗片长度对换热器换热性能的影响并不十分显著。
【关键词】：蓄能空调 冰浆 管翅式换热器 数值模拟 均匀设计 优化分析
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 课题的背景及意义7
• 1.2 国内外研究进展7-10
• 1.2.1 冰浆的热物性研究7-8
• 1.2.2 冰浆流变特性研究8-9
• 1.2.3 冰浆换热特性的研究9-10
• 1.2.4 末端换热的研究10
• 1.3 本文主要工作10-13
• 第2章 蓄冷空调末端换热实验研究13-21
• 2.1 实验目的及原理13-14
• 2.2 实验设计原则14
• 2.3 实验系统介绍14-18
• 2.4 实验结果及分析18-20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 数学模型21-29
• 3.1 冰浆流动和换热特性的综合描述21-23
• 3.1.1 冰浆的流变模型21-22
• 3.1.2 冰浆导热系数22
• 3.1.3 表面传热系数和Nu数22-23
• 3.2 建模与求解23-28
• 3.2.1 控制方程23-24
• 3.2.2 湍流模型24-27
• 3.2.3 离散格式和欠松弛因子27-28
• 3.2.4 压力-速度耦合的求解28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 冰浆在管翅式换热器中换热模拟29-37
• 4.1 建立模型29-31
• 4.1.1 几何模型29
• 4.1.2 网格划分29-30
• 4.1.3 计算方法与边界条件30-31
• 4.2 数值模拟及结果分析31-34
• 4.2.1 空气侧温度和压力场分布特征31-32
• 4.2.2 空气侧速度场分布32-34
• 4.3 综合换热性能34-35
• 4.4 本章小结35-37
• 第5章 圆管 开窗翅片换热器换热优化分析37-55
• 5.1 基于均匀设计法的试验分析37-39
• 5.1.1 均匀设计法简介37
• 5.1.2 试验中影响因素及均匀设计表的选择37-39
• 5.1.3 试验结果39
• 5.2 回归分析39-40
• 5.2.1 多元线性回归39
• 5.2.2 双重筛选逐步回归分析39-40
• 5.3 窗片倾角影响40-45
• 5.3.1 空气侧温度场分布40-42
• 5.3.2 压力场分布42-43
• 5.3.3 速度场分布43-45
• 5.4 窗片长度影响45-48
• 5.4.1 温度场分布45-46
• 5.4.2 压力场分布46-47
• 5.4.3 速度场分布47-48
• 5.5 进口风速影响48-52
• 5.5.1 温度场和压力分布48-51
• 5.5.2 速度场分布51-52
• 5.6 换热系数与进.风速及倾角的关系52-53
• 5.7 本章小结53-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 6.1 全文总结55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-63
• 攻读学位期间的研究成果63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 卢文强,白凤武,马重芳;一类潜热型功能液固两相流体的定压比热研究[J];工程热物理学报;2002年01期

2 何雅玲;楚攀;谢涛;;纵向涡发生器在管翅式换热器中的应用及优化[J];化工学报;2012年03期

3 刘永红;水平管道中冰浆流动的三层模型[J];上海水产大学学报;1997年03期

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本文编号：380833