直接蒸发冷却系统传热传质过程的数值模拟

针对直接蒸发冷却系统,建立了数学模型及其相应的边界条件.采用SIMPLER算法求解后,将数值模拟值和实验测试值进行了对比,表明二者是一致的,得出了温度场和湿度场的分布图,并通过在求解程序中改变不同的变量,根据数值模拟结果绘出了迎面风速、填料厚度及空气入口状态参数等因素对直接蒸发冷却系统冷却效率及空气出口状态的影响关系曲线.     

蒸发式冷凝器传热传质性能研究

建立单级压缩制冷循环蒸发式冷凝器实验台,研究逆流状态下,迎面风速和喷淋密度对传热传质的性能影响。通过调节水泵和风机的频率改变风水量的配比关系,得出蒸发式冷凝器的传热传质性能变化情况。分析数据得出,当迎面风速为2.96 m/s,喷淋密度为0.057 kg/(m·s)时,总传热系数达最优值628 W/(m2·K),传质系数随风速的增大而增大,随喷淋密度的变化不明显。此外,通过实验数据回归得到传质系数计算关联式。     

椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”、“水冷”、“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明：在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5 879.64 、3 964.28 及2 933.05 W/m2,因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18 ℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。     

蒸发式冷凝器稳态模型数值模拟

采用分布参数法对蒸发式冷凝器建立了数学模型，并进行了数值计算。模拟了制冷剂温度和热流密度的沿程分布情况。针对入口空气状态变化、配风量和配水量对换热器性能的影响，进行了计算分析，为蒸发式冷凝器的设计和性能优化提供了参考。     

椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能实验研究

本文搭建了蒸发式冷凝器性能测试系统,采用控制变量法实验研究了迎面风速、喷淋密度、湿球温度、循环水温度、冷却水流量各参数变化对椭圆形套管-管翅式蒸发式冷凝器传热性能的影响。实验结果表明：该冷凝器实验系统的最佳迎面风速和喷淋密度分别为3.1 m/s和0.005 6 kg/(m·s),冷凝器管外空气压降随迎面风速的增大而迅速增加;随着空气湿球温度升高,冷凝器外传热过程的热流密度(即外热流密度)降低67.5%,而内传热过程的热流密度(即内热流密度)增大47.5%,依靠内传热过程的增强,冷凝器性能良好;随着循环水温度升高,冷凝器的内热流密度降低率高达64.6%,传热性能急剧下降;随着冷却水流量增大,冷凝器的内热流密度大幅提高2.92倍,总热流密度增大21.1%,传热性能显著增强;该冷凝器在低湿球温度、低循环水温度、大冷却水流量的工况下传热性能较优。     

波纹填料在蒸发式冷凝器中的流场与传热特征分析

本文利用CFD软件对蒸发冷凝器中波纹填料间的气流速度、压力、温度以及含湿量进行了模拟计算,分析了不同填料间距、进口气流速度、喷淋水流量对空气含湿量、进出口压差、填料表面传热系数变化的影响,并将模拟结果与实验数据进行对比,两者误差在5%以内。结果表明:随着填料间距增大,填料出口处空气含湿量先增加后减少,进出口压差从900 Pa降为50Pa;当进入填料的气流速度变大时,表面传热系数随之变大,出口空气含湿量从24 g/kg减少到23 g/kg;喷淋水流量增加,出口空气含湿量从23.1 g/kg升至24 g/kg,表面传热系数则从15.2 W/(m2·K)减为14.6 W/(m2·K)。填料间距选择为6 mm,气流速度设置为2 m/s以及喷淋水流量为0.025 kg/s时,空气和冷却水间的热质传递效果最好且机组能耗低。     

设计参数对蒸发式冷凝器管外传热传质的影响

结合DPM离散模型与组分输运模型,考虑液滴在换热盘管壁面形成液膜以及气-液两相传热传质,建立蒸发式冷凝器气-液两相热质耦合传递模型,分析影响蒸发式冷凝器换热性能的主要设计参数。结果表明:在侧进侧出的送风方式下,进口风速不宜大于3 m/s;喷淋角度对蒸发式冷凝器换热性能会产生一定影响,在本模型中喷淋角度宜取15°;在一定喷淋流量范围内,当流量从0.001 kg/s增加到0.005 kg/s时,出口水蒸气质量分数平均值由0.0015增加至0.0032;蒸发式冷凝器的传热性能主要受水膜与空气间传质驱动力变化影响,当进口空气相对湿度由30%增大至90%时,出口水蒸气质量分数平均值从0.00114减少至0.00096。本文的研究工作可为蒸发式冷凝器的设计提供理论参考。     

立式蒸发式冷凝器强化传热实验研究

在立式蒸发式冷凝器水蒸汽排汽冷凝实验基础上,对圆管、插入螺旋线圆管和波纹管3种管形的立式蒸发式冷凝器进行强化传热研究.结果表明:采用插入螺旋线圆管或者波纹管都可以起到强化传热的效果,总传热系数K比圆管分别高8.7%、12.9%,但要付出增加空气流动阻力作为代价;Rwa是整个传热过程的控制热阻,它具有改变总热阻的最大潜力;插入螺旋线对降低气-液界面的热阻尤为明显,降幅达20.65%;波纹管对降低凝结换热侧的热阻尤为明显,降幅达35.85%.     

热管式溶液吸收器传热传质过程的数值模拟

本文首次利用水重力热管，以溴经锂水溶液为工质，对在这外壁面上溶液降膜吸收水蒸气并移出吸收热的传热传质过程进行了数值模拟。结果表明，在一定条件下，所需热管加热段长度随膜雷诺数的增加而增加，随输出热温度的提高而减小，并且降膜平均传热和传质系数随膜雷诺数的增加而降低；利用热管作为吸收器的传热传质元件，其传热温差很小，但大较大浓差和较大雷诺数下，所需热管加热段长度太长。     

板式蒸发式冷凝器的性能实验

对板式蒸发式冷凝器进行的性能测试结果表明,在一定的结构形式下,存在最佳的入口风速和喷淋密度。同时根据实验结果拟合出板外水膜一空气间的传质系数关系式。另外,对基于同一蒸气压缩式制冷机组的水平管式和板式蒸发式冷凝器性能进行试验对比。结果表明,在测试条件下,采用板式蒸发式冷凝器的空调冷凝系统能效比提高了2．01％～3．1％,热流密度提高了20％～26％;与管式蒸发式冷凝器相比,板式蒸发式冷凝器换热器体积有所减小,而风机阻力和水泵功率略有增加。     

基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器通用模拟方法

针对现有蒸发冷却式换热器数值计算模型中存在的不足,提出了基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器的通用模拟方法。该方法将三维复杂蒸发冷换热器按空间划分为若干个节点,每个节点视为独立的微型换热器,利用流体在节点之间的流动建立节点联系,根据稳定流动和稳态换热时节点之间的能量和质量守恒关系,构建迭代更新算法,利用扫描迭代的方法对模型进行求解。将无填料型和有填料两种闭式冷却塔的模拟结果与文献实验数据进行对比,结果表明：所建模型具有良好的精度,可用于复杂结构、复杂流动、多模态蒸发冷却式换热器的仿真。     

一种蒸发式冷凝器的新型设计方法

蒸发式冷凝器设计方法的粗糙和繁琐限制其广泛应用,特别是限制其应用于民用和小型商用建筑中。针对上述问题,作者通过实验研究了蒸发式冷凝器的影响因素（进风湿球温度、最小截面风速和喷淋水量）对蒸发式冷凝器热质交换的影响。同时提出了一种新型设计方法,此方法简单,精度较高。适合工程设计、选型和生产应用。     

CFD方法与间接蒸发冷却换热器的三维数值模拟

本文采用计算流体力学(CFD)和数值传热学方法,对间接蒸发冷却器内流体流动与热质交换过程进行简化和假设,建立了换热器内三维层流流动与传热的数学物理模型.采用交错网格离散化非线性控制方程组,编制了三维simple算法程序.对间接蒸发冷却器内的流场、温度场及浓度场进行数值模拟研究,得到换热器内的流体流动状态和热流分布,并分析了通道宽度变化对换热器内流体流动与换热的影响.     

新型套管蒸发式冷凝器的理论研究

提出一种新型套管蒸发式冷凝器，在蒸发式冷凝器的基础上在换热管中再加入一根内管，使得制冷剂可以在管的内部进行换热，提高冷凝器的传热系数，进而改善换热性能。针对此冷凝器介绍其结构形式和运行原理，并在相同状况下与蒸发式冷凝器进行数值计算比较，指出套管蒸发式冷凝器具有更好的换热性能。     

混合流蒸发式冷凝器中鼓泡板片喷淋侧热质传递研究

本文采用控制变量法对混合流状态下的鼓泡式换热板片喷淋水侧的换热性能进行实验研究,分析不同参数对鼓泡板片喷淋水侧热质传递以及阻力性能的影响。结果表明：适当增加喷淋水量可以改善鼓泡板片表面水膜分布的均匀性,提升鼓泡板片的换热效果,建议不低于0.347 kg/(s·m);板片间距从20 mm增至30 mm时,板间空气的进出口压损下降较为显著,随着间距的进一步增大,空气的流通截面积并不会对板间空气的进出口压损产生很大影响;综合考虑,喷淋侧板间距为25 mm、平均截面风速为6.66 m/s时兼顾了压损影响和换热性能,为最优方案;相较于正位布置,板片错位布置更合理,换热性能更好,换热效果是正位布置的1.1～1.4倍。     

间接蒸发冷却板式换热器换热性能的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法建立了间接蒸发冷却板型换热器内三维层流流动与传热的数学物理模型;对影响蒸发冷却换热器换热性能的主要因素进行了数值计算和预测;通过计算表明,换热器通道间距、空气的迎面风速,以及一次风的干球温度的变化对换热器效率有很大的影响;分析了不同参数时通道内流场、能量场以及换热器效率的变化.