循环热风低温干燥系统湿空气冷凝特性分析

发布时间：2020-10-13 18:14

　　 针对现有干燥行业废热回收中,通常不考虑实际湿空气冷凝器的热湿耦合效果,直接给定湿空气冷凝器出口状态,且对高温高湿空气冷凝研究较少的问题,通过研究湿空气冷凝传热传质机理,基于焓差分析和析湿系数法,使用MATLAB软件,建立了一种更准确的非线性热湿耦合计算的湿空气冷凝器模型。分析了冷侧流体分别为干冷空气和有机工质R134a时,湿空气冷凝器换热性能随湿空气入口参数的变化,并将其应用到干燥系统中,分析对整个干燥系统性能的影响。研究结果表明:当冷侧流体是干冷空气时,同含湿量下,随着湿空气入口温度上升,湿空气出口温度逐渐提高,凝水量逐渐减少,换热量先减小后增加,存在最小换热量;随着湿空气入口相对湿度增加,湿空气出口温度逐渐增加、冷凝器的换热量增大,且出现冷凝后换热量增大趋势加快、凝水量增加;随着湿空气质量流量增加,湿空气出口温度升高,且增加速度随着质量流量的增加减缓,凝水量先增大后减小,湿空气质量流量存在一个最佳值,使得凝水量最大,相对湿度为60%,最佳质量流量为0.02 kg/s,最大凝水量为0.48 g/s,相对湿度为70%,最佳质量流量为0.02kg/s,最大凝水量为0.61 g/s,相对湿度为80%,最佳质量流量为0.03 kg/s,最大凝水量为0.74g/s。湿空气出口含湿量逐渐增大,换热量先增大后减小,湿空气质量流量存在一个最佳值,使得换热量最大。当冷侧流体是有机工质R134a时,同一含湿量下,随着湿空气入口温度升高,凝水量逐渐减少为0,换热量先减小后增大,湿空气入口温度相同时,含湿量越低凝水量越少,换热量越小,最小换热量越小,达到最小换热量后,不同含湿量对湿空气冷凝器的换热量几乎没有影响;随着湿空气质量流量增加,湿空气出口温度升高,升高速度减缓,凝水量先增大后减小,湿空气质量流量存在一个最佳值,使得凝水量最大,含湿量越高,最佳质量流量越大,换热量先增大后减小,存在最大换热量;随着R134a蒸发温度上升,凝水量减少,换热量减小,蒸发温度上升到某个值时,不出现冷凝,换热量下降速度变缓。最后,建立干燥系统模型与湿空气冷凝器模型耦合,预测干燥系统的性能随湿空气入口(即干燥室出口)温度,露点温度,有机工质蒸发温度的变化规律。当含湿量一定时,湿空气入口温度越低,系统性能越好;入口温度一定时,湿空气相对湿度越大,系统性能越好;在研究范围内,蒸发温度较低和较高时,系统凝水量和换热量都比较大,而ORC系统净功随蒸发温度升高而增大,因此蒸发温度较高时,系统能取得更好的综合性能。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ051.892
【部分图文】：

图 1.1 纸面石张信荣[11]等人研究了粮食干燥过程低温湿气废热回收装置。将粮食干燥尾气通入水中，得到约 30℃左右的低温热水。再以低温热水为~80℃的高温热水，用于加热新风，增加尾气废李增凯[12]分析了粮食干燥系统的节能方法于预热暂存仓内粮食可回收大量热量。干燥设粮食，可节省约 5%能源消耗。郭新贤[13]针对衣服干燥问题，提出了一种阀的空气循环干燥系统，将干燥室（滚筒）排加压缩机加压后成为高温高压气体进入换热器空气含湿量，再经过膨胀机或者节流阀降压，热后干燥物料。在冷凝量相同的情况下，相比干燥系统总能耗明显降低。

一种带有节流阀的空气循环干燥系统

经分离后，气体一部分直接与新风混合，循，能有效降低系统耗能。[15]提出了一种可用于干燥和冷藏的空气冷却的氨-水吸收器处发生放热反应，产生的热量加热空气，用于低温干燥藏，吸收式热泵系统与干燥系统结合，提高能源利用率。]和 Daniele Fiaschi[17]等人研究了纺织工业干燥系统热交换器回收尾气废热，用干燥室出口的尾气在板式换热 重新设计换热器网络布局，采用间接热回收系统，用水吸.5bar）预热空气，同时水回路改进为并联的布置方式，采人总结了并对比了空气源热泵干燥系统、化学热泵干燥系式的热泵辅助干燥系统的优缺点。在太阳能辅助热泵干燥发器中被热泵工质冷却除湿，热泵工质吸收湿热空气显热在冷凝器中冷凝加热低温空气。同时太阳能板吸收太阳辐，再预热经冷凝除湿的低温空气，系统可有效节省能源，
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本文编号：2839521