管式间接蒸发冷却器数学模型分析及验证
本文关键词：间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。
2.3 优选的经典模型
间接蒸发冷却器的热工 计算 主要集中在求解机组的冷却效率以及一次空气的出口状态参数等 问题 上。 文献 ［6］提出一种新型简便的间接蒸发冷却器的计算 方法 ，该数学模型首先定义基于湿球温度的饱和湿空气定压比热，用以计算湿空气的焓及焓差，之后运用ε－NTU传热单元数法分别计算一次空气的换热效率εp和二次空气与水膜的热湿交换效率εs，然后建立基于εp和εs的间接蒸发冷却器的冷却效率公式。转载于中国论文联盟
文献［6］的间接蒸发冷却器的效率定义为：
(3－1)一次空气和二次空气间的换热过程，总能达到热的平衡，因此：
(3－2)根据定义的饱和湿空气比热公式 (3－3)
可以得到：
(3－4)这里：－称之为热容比或称之为水当量比
将公式（3－4）代入一次空气换热效率公式 (3－5)
可得：
(3－6)将二次空气的热湿交换效率公式代入等式 （3－6）
可得：
(3－7)最后将等式（3－7）代入一次空气换热效率公式（3－5）可得：
(3－8)更进一步，假设一次空气的换热效率为100%，二次空气与水膜的焓效率为100%，即在理想的状态下，间接蒸发冷却器的效率为：
(3－9)文献［6］建立的管式间接蒸发冷却器冷却效率和一次空气换热效率及二次空气－水膜热湿交换效率的关系式，通过分别计算一次空气侧的换热效率和二次空气侧的热湿交换效率，可以根据关系式求出间接蒸发冷却器的效率。公式（3－9）给出了管式间接蒸发冷却效率的一种简便的算法，式中饱和湿空气定压比热Cwb可以通过查表获得，因此只有一次空气和二次空气两个变量，也就是说，间接蒸发冷却器的冷却效率主要与一次空气和二次空气的流量比
3 实验验证
为了验证 理论 模型的可靠性，我们于2004年7月到9月间在新疆绿色使者空气环境技术有限公司的一台实验样机上进行了测试，并把由公式(3－9)计算出的理论值与实验数据进行了对比［7］。实验样机如图2，图3所示。其主要结构参数：机芯外形尺寸为500×900×900，换热管排列方式为叉排，
图2 搭建的实验台外观 图3 包覆吸水材料的换热管
管间距为25mm，管数为200根，管径为20mm。实验工况条件：一次空气和二次空气均采用室外新风，喷水量为201m3/h。计算值与实际值如图4所示，从图上可以清楚的看到，随着ms的增大，间接蒸发冷却器的冷却效率是增加的，在图像上为其渐近线，并且从图上可以看出二、一次风量比的最佳值为0.6～0.8之间，当ms/mp>0.8，二次空气的流量持续增大时，效率增加趋于缓慢。从图形的变化趋势来说，除了在较低的流量比处有两点实测值与理论计算值有误差外，两条曲线的走势基本吻合，在各点的变化趋势中也是一致的。从图上还可以看到，除了个别点外（可以归结为测量误差造成的），实测值与理论计算值吻合的较好。
图4 管式间接蒸发冷却器实验冷却效率和理论计算值对比
4 结语
管式间接蒸发冷却器的工程 应用 正处于起步阶段，虽然对应的管式间接蒸发冷却器的物理数学模型不少，但是综合而言，现有的数学物理模型推导较为复杂繁琐，工程实用性不强，研究人员也一直在对数学模型进行改进。文献（6）中建立的数学模型借鉴了其它模型的优点，提出一种新型简便的间接蒸发冷却器的计算方法，这种计算方法简单，利用手算就可以进行，并且误差较小，计算出来的理论值与实验测得的实验值相差甚微。并且根据实验得出，二、一次风量比的最佳值为0.6～0.8之间，这与经验值也是相符的。这种计算方法既体现了管式间接蒸发冷却器中的传热传质过程，同时又由于计算简单，是一种非常适合工程应用的计算方法。
参考 文献：
1. 黄翔. 面向环保、节能、 经济 及室内空气品质联合挑战的蒸发冷却技术[J]. 建筑热能通风空调，2003，22（4）：1－4
2. 鱼剑琳. 管式间接蒸发冷却器的研究，西安 交通 大学，博士学位论文，1996
3. Chen, P. L., H. M. Qin, Y. J. Huang and H. F. Wu, A heat and mass transfer model for thermal and hydraulic calculations of indirect evaporative cooler performance[A], ASHRAE Trans, 1991，，Vol.97,Part1：852-865
4. Maclaine-cross I L, Banks P J. A general theory of wet surface heat exchangers and its application to regenerative evaporative cooling［J］.Journal of Heat Transfer, 1981, 103: 579-585
5. Wojciech Zalewski. Piotr Antoni Gryglaszewski. Mathematical model of heat and mass transfer processes in evaporative fluid coolers（j） Chemical Engineering and Processing 36 (1997) 271-280
6. J.L.Peterson,P.E.An Effectiveness Model for Indirect Evaporative Coolers[A]. ASHRAE Tans, Vol.99, Part2：392-399
7. 周斌.间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究，西安工程 科技 学院，硕士学位论文，2005
8. 段光明.管式间接蒸发冷却器传热传质及结构优化，同济大学，硕士学位论文，1992
9. 嵇伏耀.包覆吸水材料椭圆管式间接蒸发冷却器的研究，西安工程科技学院，硕士学位论文，2004
本文关键词：间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。
本文编号：215723
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/215723.html
