蒸发式空冷器传热传质实验及仿真分析

发布时间：2021-10-29 16:03

　　蒸发式空冷器具有换热能力强、环保的特点,越来越多的应用于传统工业如石油、化工等行业中。由于其换热过程复杂,影响因素众多,目前仍存在设备运行功耗、耗水量过大的情况。本文通过实验,数学模型分析及CFD仿真的方法对空冷器换热性能进行分析,为空冷器优化设计提供参考。本文主要工作如下:（1）搭建蒸发式空冷器实验平台,对风量,喷水量对空冷器换热性能及耗水量的影响进行分析。对蒸发空冷器的实验结果表明,其潜热换热量为换热器总体换热量的80%,同时其耗水量仅为喷淋水量的3.4%～12.46%,且该百分比随着喷水量的增加而减小;为准确分析空冷器的换热性能,由实验数据拟合了水膜传热系数和传质系数。其中水膜传热系数表述为空冷器质量流速以及喷淋水质量流速的函数,而传质系数则仅与空气质量流速有关;（2）通过传质传热基本原理,采用Poppe法建立蒸发式空冷器传热传质一维及二维模型,并在此基础上进一步简化,得到简化模型;采用空气焓值线性假设,利用ε-NTU法建立空冷器分析数学模型;在matlab平台编写控制方程求解程序,将所得计算值与仿真值进行对比;计算结果表明:4种模型均可准确预测空冷器换热量及管内工质出口温度。同... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１蒸发式空冷器结构示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ?ｃｏｏｌｅｒ?ｓｔｒｕ?

蒸发式空冷器换热性能受工质（流量，入口温度），喷淋水（喷淋水流量，水温），空气（空气质量流量，入口干湿球温度）和管束结构（管型，管外径，距及管束排列形式）等诸多因素影响。蒸发式空冷器换热过程包含显热及潜递，热量传递过程复杂。本章将分析空冷器内部的热质传递机理，并建立相的数学模型。??蒸发式空冷器结构示意图如图２．１。管内被冷工质为乙二醇，经加热炉加经由稳压罐进入前４排管束；换热后进入中间混合罐，再进入后四排管束；入口处有百叶窗，空气从百叶窗以一定角度进入设备中，横掠管束并于管束热质交换；管束上方均匀分布了三个喷嘴，喷淋水在水泵的作用下经由喷嘴，在光管管束表面形成水膜，水膜蒸发成水蒸气进入空气，在引风机的作用开设备。剩余的水则流入设备下部集水箱，在水泵作用下循环。管内工质热过管壁与水膜换热，水膜与空气进行显热和潜热交换，热量进入空气中，管质被冷却。喷淋水一部分通过蒸发或者空气夹带进入大气中，一部分沿管束进入集水槽，在水泵的作用下重新进入喷嘴继续喷淋。??出口空气??

??图２．２空冷器换热过程??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｈｅａｔ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ?ｃｏｏｌｅｒ??２．１?Ｐｏｐｐｅ法控制方程??采用与Ｐ〇ｐｐｅ［６８＾Ｄ?Ｄｒｅｙｅｒ［６９湘似假设：??（１）


本文编号：3464961