波纹板式蒸发冷却器传热及流动特性研究

发布时间：2020-03-24 23:50

【摘要】：蒸发冷却技术是一种利用水蒸发吸热制冷的技术,与传统的蒸气压缩制冷技术相比,其不需要压缩机,不需要化学制冷剂,具有节能、高效、环保、经济等诸多优点。本文以逆流式露点间接蒸发冷却器为研究对象,着重从板片的强化换热、板外的降膜流动等方面进行研究。具体内容包括:(1)对其传热特性进行数值研究。研究了波纹隔板,以及通道长度、产气通道高度、工作气体通道高度对露点间接蒸发冷却器冷却效率的影响。结果表明:波纹隔板结构对于强化传热具有很明显的作用,和平板式露点间接蒸发冷却器相比,其性能最大提高15.8%。在研究范围内,湿球效率和露点效率随通道长度的增加而增大,随产气通道高度的增加而减小。在工作通道高度为2~10mm之间时,随工作通道高度的增加,湿球效率先增大后减小,且在工作通道高度为5mm时湿球效率最大。(2)数值研究了外界工况对逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器冷却效率的影响。结果表明,较低的相对湿度和进气速度可以获得较高的冷却效率。在不同的相对湿度、进气温度和进气速度条件下,冷却器湿球效率为93.93~154.04%,露点效率为45.43~91.83%。随着工作气体与产气的比率(W/P)的增加,冷却器的湿球效率和露点效率逐渐降低,综合考虑送风量、冷却器效率以及能耗,建议工作气体与产气的比率(W/P)的数值应在0.8~1.6之间。(3)搭建了板外降膜流动试验平台,研究了不同喷淋水流量、不同风速对各换热板片板外水膜流动形态及换热板片传热特性的影响。结果表明:板外液膜厚度随着喷淋水流量的增大而变厚。喷淋水流量较低时,板片外出现“干斑”现象,喷淋水流量过大时,部分板型会出现水膜飞溅现象。在相同的操作工况下,板片换热性能随着喷淋水流量的增大先增大后减小,随风速的增大而减少,在研究范围内,半圆形波纹板换热性能最好。
【图文】：

直接蒸发冷却,单元,蒸发冷却器

得到了广泛应用。目前，国内外对蒸发冷却技术的研究主要集中接蒸发冷却器、间接蒸发冷却器、复合式蒸发冷却空调机组、填冷却器板外液膜流动等。蒸发冷却技术及研究进展蒸发冷却器通常有水泵、布水器、水槽、风机和填料等组成（如图冷却过程焓湿图如图 1-2 所示。其过程为：填料中喷淋水与待处生热湿交换，通过水的蒸发，带走空气中的热量，使空气温度降空气与水直接接触，因此产气含湿量增加[10]。对应焓湿图中 1-0 汽化潜热一部分来自待处理的空气，一部分来自水滴本身，因此水滴的蒸发速率与蒸发量逐渐下降，当待处理空气传给水滴的热的汽化潜热时，，水滴蒸发量趋于稳定[11]，因此直接蒸发冷却其送湿球温度。国内外学者对直接蒸发冷却器的研究主要集中在迎面填料性能、直接蒸发冷却与新型制冷系统联合等方面。

示意图,三维结构,示意图,间接蒸发冷却器

第二章波纹板式露点间接蒸发冷却器物理数学模型章首先介绍了逆流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器的基本原理，为增强冷却器性能，提出了波纹板式露点间接蒸发冷却器，分析了其结构特点以简化几何模型。最后根据确定的冷却器的模型，进行网格划分以及边。流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器基本原理流式波纹隔板露点间接蒸发冷却器一组通道结构如图 2-1 所示，包过产相邻的工作气体湿通道、工作气体干通道，其中工作气体湿通道中通过通道表面的湿润。产气通道和相邻的工作气体通道由隔板隔开，在冷却体干通道和湿通道中的气体以相对逆流的形式流动。
【学位授予单位】：郑州轻工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK124

【参考文献】