露点蒸发冷却器的模拟及应用研究
发布时间：2020-12-17 10:25
能源短缺是影响经济发展,威胁人类生存的决定性因素,各行各业都在为解决能源问题贡献力量,暖通行业更不例外。露点蒸发冷却空调和传统的机械制冷空调相比具有不使用压缩机,高效、节能、经济的优点,是蒸发冷却技术的新发展,新开拓,是未来空调市场的重要研究方向。本文主要通过数值模拟、理论分析、实测研究的方法,深入分析研究影响露点蒸发冷却器性能的相关因素,探索各因素的影响规律。通过测试露点蒸发冷却器的实际使用性能,发现使用过程中的问题,提出解决方案,为类似研究和优化露点蒸发冷却器的性能提供参考。对逆流波纹露点蒸发冷却器的工作原理进行了详细分析,并分析研究了数值模拟过程中涉及到的各个方面。物理模型的绘制过程,干湿通道以及水膜数学方程的建立,在ICEM中划分网格,包括网格的类型、网格的数量和质量。边界条件的设置,包括干湿通道进出空气以及水膜的边界条件,描述了在Fluent中使用的模型以及计算方法。为了确保网格的质量,还进行了网格无关性验证,为了确保计算结果的准确性,将计算结果和实验数据进行对比,误差在5%之内,同时分析了干湿通道内温度分布云图。将影响露点蒸发冷却器性能的因素分为三类,分别是进口空气、循环水...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架以及技术路线图
第2章露点蒸发冷却器的数值模拟9第2章露点蒸发冷却器的数值模拟2.1引言数值模拟作为一种方法，对于露点蒸发冷却器的研究非常重要，可以计算实验难以达到的气候条件。本章主要是介绍露点蒸发冷却器的技术原理、物理模型、数学模型与计算方法、边界条件设置、网格的划分和网格无关性验证、模型方法的验证。2.2露点蒸发冷却器的技术原理该露点蒸发冷却器如图2-1所示，由风机、水泵、水槽、布水器和数组紧密相连的干湿通道组成。湿通道表面采用亲水性较好的纤维材料，多孔表面扩大了有效蒸发面积，增大传热系数，强化传热。干湿通道由通道壁分隔，室外空气由机组下方两侧进风口进入干通道，与金属壁板进行对流换热，将热量传给湿通道中的工作空气，此过程为等湿降温。循环水由水泵输送到顶部的布水器，布水器将循环水喷淋到湿通道表面，水在沿壁面向下流动的过程中向四周扩散形成润湿的蒸发面，过量的水由下方的水槽收集并经水泵循环使用。干通道内的空气经等湿冷却处理后，一部分作为产出空气送往室内，另一部分则作为工作空气进入湿通道去完成吸湿增焓的过程。以温差和水蒸汽压力差作为驱动力，润湿的蒸发面与工作空气进行热湿交换，水蒸发大量吸收干通道内空气显热量，使产出空气达到比室外湿球温度更低且接近露点温度。图2-1露点蒸发冷却器Fig2-1Dewpointevaporativecooler2.3物理模型图图2-2（a）为露点蒸发冷却器的结构原理图，由两组相同的干湿通道组成。其中湿
第2章露点蒸发冷却器的数值模拟10通道由喷淋水保持表面润湿，相邻通道由隔板隔开，干湿通道内空气以逆流形式流动。干通道内空气分为两部分，一部分被等湿冷却送入室内，一部分进入湿通道和水发生热质交换。由于该冷却器由数组紧密相连的干湿通道组成，考虑到通道的结构特点，空气流动特性以及传热传质的原理，将该物理模型进行简化。选取一组干湿通道作为模拟的计算通道就可以完全反应空气与水热质交换，实现降温的过程，如图2-2（b）。表2-1为露点蒸发冷却器的结构参数。（a）结构原理（a）Structuralprinciple（b）模拟通道（b）analogchannel图2-2露点蒸发冷却器的结构原理Fig.2-2Structuralprincipleofdewpointevaporativecooler
【参考文献】：
期刊论文
[1]露点蒸发冷却器■效率分析[J]. 徐鹏,韩泽敏,熊亚选,郑小兵. 流体机械. 2020(03)
[2]逆流波纹板式露点蒸发冷却器的数值模拟研究[J]. 刘玉婷,董晓强,杨栩,李俊明. 制冷学报. 2019(06)
[3]我国建筑能耗趋势与节能重点分析[J]. 金鉴. 绿色环保建材. 2019(11)
[4]蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组分析及工程应用试验研究[J]. 贺静静. 建筑节能. 2019(10)
[5]单元式直接蒸发冷却空调在西安某交通岗亭的应用[J]. 严政,黄翔,黄凯新,安苗苗. 暖通空调. 2019(09)
[6]叉流式露点蒸发冷却器冷却性能的数值模拟[J]. 王玉刚,黄翔. 流体机械. 2019(04)
[7]基于CFD模拟的露点蒸发冷却装置性能影响与优化研究[J]. 傅伊王君,吕静,李果,徐唐富仪,胡晨曦. 建筑节能. 2019(03)
[8]逆流式露点间接蒸发冷却器性能实验研究[J]. 褚俊杰,黄翔,孙铁柱,耿志超,张鸿,何华明. 制冷学报. 2019(01)
[9]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[10]一种新型露点间接蒸发冷却器在我国不同气候区适用性的试验研究[J]. 王玉刚,王怡,黄翔,黄华铃,陈明松. 流体机械. 2015(08)
博士论文
[1]蒸发冷却（火用）分析及板式换热器的设计与模拟研究[D]. 任承钦.湖南大学 2001
硕士论文
[1]组分调制对储热材料性能的影响研究[D]. 郭晓宇.北京建筑大学 2019
[2]波纹板式蒸发冷却器传热及流动特性研究[D]. 陆刘记.郑州轻工业学院 2018
[3]露点蒸发冷却空调机组在干燥地区的优化设计及应用研究[D]. 王文博.西安工程大学 2018
[4]聚合物—多孔陶瓷复合膜露点间接蒸发冷却器理论与实验研究[D]. 褚俊杰.西安工程大学 2018
[5]露点蒸发冷却模拟分析及应用研究[D]. 黄红.南昌大学 2017
[6]蒸发冷却+机械制冷联合空调系统在数据中心的应用研究[D]. 刘凯磊.西安工程大学 2017
[7]露点蒸发冷却换热器的优化与仿真分析[D]. 刘朋飞.天津工业大学 2016
[8]小型板式逆交叉流露点间接蒸发冷却器性能的实验研究[D]. 曹璇.天津大学 2016
[9]兰州地区直接蒸发冷却空调的实验测试及数值研究[D]. 徐伟.兰州交通大学 2014
本文编号：2921884
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架以及技术路线图
第2章露点蒸发冷却器的数值模拟9第2章露点蒸发冷却器的数值模拟2.1引言数值模拟作为一种方法，对于露点蒸发冷却器的研究非常重要，可以计算实验难以达到的气候条件。本章主要是介绍露点蒸发冷却器的技术原理、物理模型、数学模型与计算方法、边界条件设置、网格的划分和网格无关性验证、模型方法的验证。2.2露点蒸发冷却器的技术原理该露点蒸发冷却器如图2-1所示，由风机、水泵、水槽、布水器和数组紧密相连的干湿通道组成。湿通道表面采用亲水性较好的纤维材料，多孔表面扩大了有效蒸发面积，增大传热系数，强化传热。干湿通道由通道壁分隔，室外空气由机组下方两侧进风口进入干通道，与金属壁板进行对流换热，将热量传给湿通道中的工作空气，此过程为等湿降温。循环水由水泵输送到顶部的布水器，布水器将循环水喷淋到湿通道表面，水在沿壁面向下流动的过程中向四周扩散形成润湿的蒸发面，过量的水由下方的水槽收集并经水泵循环使用。干通道内的空气经等湿冷却处理后，一部分作为产出空气送往室内，另一部分则作为工作空气进入湿通道去完成吸湿增焓的过程。以温差和水蒸汽压力差作为驱动力，润湿的蒸发面与工作空气进行热湿交换，水蒸发大量吸收干通道内空气显热量，使产出空气达到比室外湿球温度更低且接近露点温度。图2-1露点蒸发冷却器Fig2-1Dewpointevaporativecooler2.3物理模型图图2-2（a）为露点蒸发冷却器的结构原理图，由两组相同的干湿通道组成。其中湿
第2章露点蒸发冷却器的数值模拟10通道由喷淋水保持表面润湿，相邻通道由隔板隔开，干湿通道内空气以逆流形式流动。干通道内空气分为两部分，一部分被等湿冷却送入室内，一部分进入湿通道和水发生热质交换。由于该冷却器由数组紧密相连的干湿通道组成，考虑到通道的结构特点，空气流动特性以及传热传质的原理，将该物理模型进行简化。选取一组干湿通道作为模拟的计算通道就可以完全反应空气与水热质交换，实现降温的过程，如图2-2（b）。表2-1为露点蒸发冷却器的结构参数。（a）结构原理（a）Structuralprinciple（b）模拟通道（b）analogchannel图2-2露点蒸发冷却器的结构原理Fig.2-2Structuralprincipleofdewpointevaporativecooler
【参考文献】：
期刊论文
[1]露点蒸发冷却器■效率分析[J]. 徐鹏,韩泽敏,熊亚选,郑小兵. 流体机械. 2020(03)
[2]逆流波纹板式露点蒸发冷却器的数值模拟研究[J]. 刘玉婷,董晓强,杨栩,李俊明. 制冷学报. 2019(06)
[3]我国建筑能耗趋势与节能重点分析[J]. 金鉴. 绿色环保建材. 2019(11)
[4]蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组分析及工程应用试验研究[J]. 贺静静. 建筑节能. 2019(10)
[5]单元式直接蒸发冷却空调在西安某交通岗亭的应用[J]. 严政,黄翔,黄凯新,安苗苗. 暖通空调. 2019(09)
[6]叉流式露点蒸发冷却器冷却性能的数值模拟[J]. 王玉刚,黄翔. 流体机械. 2019(04)
[7]基于CFD模拟的露点蒸发冷却装置性能影响与优化研究[J]. 傅伊王君,吕静,李果,徐唐富仪,胡晨曦. 建筑节能. 2019(03)
[8]逆流式露点间接蒸发冷却器性能实验研究[J]. 褚俊杰,黄翔,孙铁柱,耿志超,张鸿,何华明. 制冷学报. 2019(01)
[9]能源结构随能源需求增长而持续多样化——2018年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2018(08)
[10]一种新型露点间接蒸发冷却器在我国不同气候区适用性的试验研究[J]. 王玉刚,王怡,黄翔,黄华铃,陈明松. 流体机械. 2015(08)
博士论文
[1]蒸发冷却（火用）分析及板式换热器的设计与模拟研究[D]. 任承钦.湖南大学 2001
硕士论文
[1]组分调制对储热材料性能的影响研究[D]. 郭晓宇.北京建筑大学 2019
[2]波纹板式蒸发冷却器传热及流动特性研究[D]. 陆刘记.郑州轻工业学院 2018
[3]露点蒸发冷却空调机组在干燥地区的优化设计及应用研究[D]. 王文博.西安工程大学 2018
[4]聚合物—多孔陶瓷复合膜露点间接蒸发冷却器理论与实验研究[D]. 褚俊杰.西安工程大学 2018
[5]露点蒸发冷却模拟分析及应用研究[D]. 黄红.南昌大学 2017
[6]蒸发冷却+机械制冷联合空调系统在数据中心的应用研究[D]. 刘凯磊.西安工程大学 2017
[7]露点蒸发冷却换热器的优化与仿真分析[D]. 刘朋飞.天津工业大学 2016
[8]小型板式逆交叉流露点间接蒸发冷却器性能的实验研究[D]. 曹璇.天津大学 2016
[9]兰州地区直接蒸发冷却空调的实验测试及数值研究[D]. 徐伟.兰州交通大学 2014
本文编号：2921884
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