除湿机除湿过程模拟与优化的研究

发布时间：2017-10-27 14:00

  本文关键词：除湿机除湿过程模拟与优化的研究

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【摘要】：随着社会不断进步,生活质量不断提高,人们对周围环境的要求也日益严格。空气的湿度对工业生产和日常生活都有十分重要的影响,在夏季空气湿度较大时,常常使用空调或除湿机来调节屋内的湿度。与空调相比,除湿机的除湿能力更强、调节范围更广、使用方式更加方便。在世界范围内,除湿机已经发展了一段时间,但在中国仍处于起步阶段。在能源十分宝贵的今天,提高除湿机除湿能力的同时消耗更少的能量是目前国内外科研工作者共同的目标。本文的主要工作如下：第一：分析说明除湿机的工作原理和内部构造：简单介绍流体仿真模拟软件Fluent,为后续数值模拟做准备。第二：根据除湿机内蒸发器的特点,建立合适的模型和条件,利用Fluent对空气流经蒸发器时的冷凝换热过程进行三维数值模拟。对蒸发器内速度场、压力场、温度场和传热系数分析,结果表明：空气在蒸发器内冷凝时,肋片的平均传热系数介于几根肋管之间。对水蒸气体积分数进行模拟研究,认为蒸发器内的换热过程分布并不均匀,肋管迎风侧和肋管顶端风速较快导致温度较高,而肋管背风侧风速较慢,温度较低,因此在背风侧的凝结水要多于迎风侧。对不同肋片间距、温度和风速条件下的冷凝除湿过程进行模拟,认为肋片间距越大,除湿量越小；温度越低,除湿量越高,并且近似呈线性关系；不同风速下肋片和肋管的传热系数不同,风速越高传热系数越大,除湿量随着风速的增加先增大后减小。第三：除湿机在正常工作时,制冷量和风速均维持不变,室内的湿度随着除湿的进行逐渐减小,通过模拟可以看出除湿量的多少和风速有关,本文通过计算除湿机的性能指标,比功率消耗Specific Power Consumption (SPC),得出存在一个最佳风量使除湿机的SPC最小,相对湿度和温度对SPC均有影响,相对湿度对SPC的影响大于温度。第四：通过计算利用变频器控制风量为不同相对湿度下的最佳风量,计算变风量除湿后的能耗,并且与使用额定风量下除湿过程所消耗的电能进行对比,结果表明若使用变风量,除湿机在20～30℃之间可节约电能20%左右。
【关键词】：除湿机 蒸发器 SPC 最佳风量 能耗
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM925.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 1 文献综述12-27
• 1.1 常见除湿机的原理和分类12-17
• 1.1.1 冷冻除湿12-14
• 1.1.2 溶液除湿机14-15
• 1.1.3 转轮除湿机15-16
• 1.1.4 HVAC除湿16
• 1.1.5 热泵除湿16
• 1.1.6 膜法除湿16-17
• 1.1.7 电化学除湿17
• 1.2 除湿机的发展趋势和展望17-18
• 1.3 除湿机的构成18-23
• 1.3.1 空气过滤器18-19
• 1.3.2 制冷剂19-20
• 1.3.3 压缩机20-21
• 1.3.4 冷凝器21-22
• 1.3.5 蒸发器22-23
• 1.3.6 辅助设备23
• 1.4 冷冻除湿机研究现状23-24
• 1.5 蒸发器研究现状和文献综述24-27
• 2 Fluent模拟蒸发器内除湿换热过程27-50
• 2.1 Fluent软件介绍27
• 2.2 Fluent的求解方程27-28
• 2.3 Fluent的求解方法28
• 2.4 Fluent模拟换热器现状28-29
• 2.5 Fluent模拟步骤29-33
• 2.5.1 Gambit建模30-32
• 2.5.2 网格检查32
• 2.5.3 模型设置32-33
• 2.5.4 求解器设置33
• 2.6 模拟结果及分析33-43
• 2.6.1 速度模拟结果34-36
• 2.6.2 压强模拟结果36
• 2.6.3 温度模拟结果36-38
• 2.6.4 水蒸气体积分数模拟结果38-40
• 2.6.5 液态水模拟结果40-43
• 2.7 不同肋片温度下的模拟43-45
• 2.8 不同肋片间距下的模拟结果45-47
• 2.9 不同风速下的模拟结果47-49
• 2.10 小结49-50
• 3 除湿机风量优化50-66
• 3.1 常用公式50-53
• 3.1.1 风机功率和风量的关系50
• 3.1.2 压缩机的制冷量和功率50-51
• 3.1.3 接触系数计算公式51
• 3.1.4 温度和比焓的关系51-52
• 3.1.5 空气参数的基本公式52
• 3.1.6 计算过程52-53
• 3.2 计算实例53-58
• 3.2.1 除湿量与风量和SPC的关系54-56
• 3.2.2 相对湿度和SPC的关系56-57
• 3.2.3 温度对除湿量和SPC曲线的影响57-58
• 3.3 最佳风量的影响因素58-59
• 3.3.1 相对湿度对SPC最佳风量的影响58-59
• 3.3.2 温度对SPC最佳风量的影响59
• 3.4 风量优化59-65
• 3.4.1 变频器的使用60
• 3.4.2 适用面积60
• 3.4.3 适用范围60-61
• 3.4.4 计算方法及结果61-65
• 3.5 小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 高文忠;时亚茹;韩笑生;章学来;程永攀;;混合除湿盐溶液液滴闪蒸机理[J];化工学报;2012年11期

2 王沣浩,俞炳丰,周艳蕊,底冰,金立文;变频空调器除湿运行模式下风机风量的优化实验研究[J];西安交通大学学报;2001年07期

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本文编号：1103759