外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性模拟

为进一步揭示外掠管束间蒸发冷却传热传质及压降特性,综合考虑了管束壁面水膜的形成及湿空气-喷淋水间传质过程,采用DPM(Discrete phase model)与水膜耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了外掠管束间空气-水蒸发冷却传热传质及压降特性分析模型。首先,采用文献实验数据验证了模型的可靠性,其误差在1%范围内;然后,采用模拟方法,研究了外掠管束间传热传质及压降沿竖直高度方向的变化特征。结果表明：由于湿空气焓差和饱和空气焓差的变化,导致传质系数沿盘管高度方向发生波动,但总体呈降低趋势;在同一工况下,湿空气焓差对传质系数的影响较大,传质系数的波动主要是湿空气焓变化造成的;外掠交错管束间喷淋水膜温度并非保持恒定不变,而是随盘管高度的降低而降低,即沿下落方向液膜温度逐渐降低;交错管束底部区域喷淋水蒸发量最大,沿盘管高度方向,喷淋水蒸发量降低;喷淋水发过程主要发生在管束表面及管束尾流区,通过在管束间增加挡板或者减小管间距,可以强化管束表面及尾流区流场扰流作用,增强喷淋水的蒸发冷却作用;交错管束间传热系数在换热盘管中间稳定区域变化较小,其受进气温度、喷淋水温度及相对湿度的影响较小;交错管束间压力...     

喷淋方向对喷淋室内气-水热质交换的影响研究

为提高喷淋室的传热传质效率,采用数值模拟方法,开展上喷式、下喷式两种立式喷淋室内水滴运动规律,及气-水热湿传递效果的对比研究。研究发现:在初参数完全相同的情况下,上喷式喷淋室中水滴的停留时间比下喷式多停留4.7 s,上喷式喷淋室中水滴从温排风中吸收的热量较下喷式高3 K,说明向上喷淋比向下喷淋的传热传质效率更高。     

多孔介质干燥的非平衡热力学模型

从非平衡态热动力学和相平衡的角度,建立了多孔介质干燥的非线性数学模型．该模型充分考虑了多孔介质内部传热传质之间的相互耦合现象,从化学势的定义出发,进一步从理论上分析了温度、含湿量对各唯象系数的影响,并通过与实验数据的对比分析,验证了模型的正确性,为干燥过程的实施提供了理论依据。     

干燥过程中热质传递交叉效应的研究

针对雷椅夫建立在不可逆过程热力学原理上的传热与传质方程组,着重研究毛细多孔介质内传热与传质过程中的交叉效应。得出了非稳态干燥过程的理论解,并通过实验验证了其正确性,利用该模型分析了干燥过程中各因素对内部温度场和湿度场的影响以及交叉效应在干燥过程中的作用。     

变压吸附制氧过程传质特性数值分析

研究了变压吸附制氧过程中吸附时间对制氧性能的影响,提出了利用浓度波传递模型分析变压吸附制氧过程传质特性、计算最佳吸附时间的方法。结果表明,吸附过程中吸附床内氮气浓度波形状随着时间和轴向位置而变化,理想传热传质条件下,氮气浓度波传递速度比实际吸附过程浓度波传递速度快,实际过程中由于传质和传热阻力,浓度波传递速度减少26%。基于浓度波传递模型计算的最佳吸附时间与实验值误差在0.5 s以内。     

立管式蒸发式冷凝器传热特性的研究

蒸发冷却被应用于工业过程和空调系统中以降低不同流体的温度,其工作过程涉及空气和水的两相流、两相流的传热传质及传热和传质间的耦合.作者主要研究了立管式蒸发式冷凝器的传热特性,建立了一个一维、稳态的性能计算模型.实验结果表明,气-液界面的热阻是立管式蒸发式冷凝器热传递过程中的主要热阻,弹簧插入物有助于提高其传热性能.所得的结论为该种设备的设计提供了更多的参考信息.     

微波加热下食品球形物料温升状态的研究

微波加热温升状态研究是传热传质学研究的基本内容之一，也是食品微波加热、于煤、杀菌必定涉及的内容．微波加热过程是一种复杂的非稳态过程，它与物料的物性、形状尺寸，微波功率、频率及场分布等有关．本文对均匀场内球形物料加热过程进行了实验和理论研究，测定了多种物料的温度分布，提出了过程的传热传质的数学模型，在若于简化条件下，求出了温度分布的数值解，与实验结果接近。并利用数学模型对过程进行了分析     

竖直环形流道内流动沸腾传热研究

在沸腾传热实验中,一般壁面的加热方式有电加热和流体加热两种,在两种方式下的沸腾传热特性存在差异.针对流体加热方式下的沸腾传热问题,采用水加热方法,对水在竖直环形流道内的流动沸腾传热特性进行了可视化研究,并结合环状流模型、液泛原理和紊流普朗特数理论,给出了传热计算模型.实验段环隙宽度有5和3 mm两种,质量流速分别为16...     

脉冲气流中多孔物料干燥过程的数值分析──降速干燥段的模拟与计算

为强化多孔物料的传热传质过程，热载体设计成脉冲周期运行方式。在多孔物料的降速干燥阶段，针对其特有的运动形式与传热传质过程，提出了此阶段的气固两相流动的运动与传热传质模型。并对不同类型的物料可能出现的三种降速干燥曲线进行了数值计算。实际应用结果表明，模型的计算结果与实际的干燥过程能较好地吻合。有助于提高干燥过程的计算速度与精度，并了解过程的传热传质机理     

湿式冷却塔加装导风管的数值研究

以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础,在FLUENT模拟软件的框架下,建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型,雨区和喷淋区采用离散相模型,具有较高精度的Poppe理论用于计算填料内复杂的能量传递和物质交换.由于塔的中心区域换热效率较低,采用了在雨区加装导风管的方案,使外界空气直接与中心区域冷却水换热,改善塔内空气温度...     

用于供冷的闭式冷却塔换热模型与性能分析

目的分析闭式冷却塔内各参数。即空气焓值、含湿量、冷却水温等的分布情况；探讨空气入口参数、空气质量流量、喷淋水量对闭式冷却塔冷却性能的影响规律．方法通过对闭式冷却塔内部换热机理的分析，建立描述冷却塔内传热传质性能的数学模型，并得到模型的解析解．结果闭式冷却塔结构参数不变时，随着入口空气湿球温度的升高，冷却水出口温度升高；随着空气质量流量和喷淋水量的增加，冷却水出口温度降低，但是变化斜率逐渐减小，即存在着一最佳喷淋水量和空气质量．结论利用闭式冷却塔数学模型的解析解，可以实现分析空气和喷淋水参数对闭式冷却塔供冷性能的影响及各参数沿闭式冷却塔高度的分布情况，为闭式冷却塔的结构设计及性能优化提供帮助．     

自然通风湿式冷却塔传热传质的三维数值分析

基于CFD软件Fluent和传热传质理论,建立了自然通风逆流湿式冷却塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型.采用标准k-ε湍流模型进行应力封闭,对塔内传热传质过程进行了三维数值计算.计算分析了塔内外空气的速度场、温度场和含湿量场,给出了塔内冷却水温度分布场,指出塔内雨区外侧部分区域空气和冷却水温度均低于环境干球温度,并指出进风口上沿存在纵向漩涡影响气水两相间的局部传热传质强度.计算了塔内各区冷却水蒸发量,给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场,指出传热传质主要发生在填料区.     

间接蒸发冷却用气水雾化喷嘴特性实验研究

为了提高间接蒸发冷却器换热效率,提出了将气-水雾化喷嘴应用于间接蒸发冷却器改进换热器表面水膜的均匀性,实验研究了扇形两相(气-水)喷嘴在不同空气压力和水压下的特性,测出了不同压力时喷嘴雾化角和气水质量流量值,得出了其变化规律,确定出了最佳的喷雾气水压力比和雾化角等参数.     

冷却塔的冷却特性

为了研究冷却塔的冷却特性,首先根据热湿交换的理论建立了热湿交换的相关方程,并据此计算了在不同条件下在逆流式冷却塔内单个下落的水滴与周围空气所进行的热湿交换的效果,并对计算结果逐项进行了分析。然后建立了冷却塔的一维换热模型,通过该模型分析了冷却塔内的填料层的高度、水降落所持续的时间及空气和水的质量流量对冷却塔性能的影响情况。     

Mathematical model and general laws of wet compression

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湿式冷却塔热力性能数值分析

对气流运动采用标准k-ε湍流模型,喷淋区和雨区采用离散相模型计算,对填料区建立了基于Poppe理论的数值求解模型。基于该模型,在不考虑自然风情况下,对某300 MW机组自然通风湿冷塔的热质交换进行数值模拟,分析了淋水密度、进塔水温、喷嘴数和水滴直径对冷却塔热力特性的影响。计算结果表明:基于CFD软件的冷却塔数值求解模型有很好的适用性,淋水密度和水滴直径对出塔水温影响很大,为进一步完善冷却塔的设计与运行提供了理论依据。     

地铁用间接蒸发冷却器换热性能影响因素

为解决地铁站冷却塔设置难题,提出了一种采用低速电机驱动旋转布水装置的间接蒸发冷却器,在两种布置方式下,对其换热性能进行了单因素实验,并运用正交实验法对较优布置方式下影响换热器换热的因素进行了分析。结果表明：两种布置方式下,喷嘴与蒸发冷却器的间距、两组换热管束间距均存在最佳值,喷嘴双侧旋转布水优于单侧旋转布水;换热器平行气流布置且喷嘴双侧旋转布水为较优布置方式,此时,换热器换热量随喷水量、转速、空气速度、冷却水进口温度的增加以及喷水温度、空气温度的降低而增大,其中,冷却水进口温度对换热器换热影响最为显著,其他因素对其换热的影响从主到次顺序为：喷水量、空气温度、空气速度、喷水温度、转速、冷却水流量。