凸凹板蒸发式冷凝器强化传热及性能分析

发布时间：2017-06-21 14:07

  本文关键词：凸凹板蒸发式冷凝器强化传热及性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蒸发式冷凝器利用相变潜热进行散热,具有换热效果好、能耗低、体积小等优点。本文分别从理论研究、实验研究和数值模拟三个方面对额定制冷量为170k W的凸凹板蒸发式冷凝器进行研究。主要研究内容如下:(1)分析凸凹板蒸发式冷凝器板外空气-水侧的传热传质机理。主要从凸凹板蒸发式冷凝器的构成及结构特点及影响蒸发式冷凝器传热传质性能的因素等方面进行分析。(2)构建凸凹板蒸发式冷凝器的传热传质计算关联式并通过实验数据验证,可用于指导凸凹板蒸发式冷凝器在实际工程应用中的设计计算和热阻分析。(3)采集实验数据并分析系统制冷量、进风干球温度、板片热流密度、冷却水温度、进、出口焓差对系统能效比的影响。系统能效比随制冷量的增加而增加,制冷量为170k W时,能效比可达4.90;系统能效比随进风干球温度的增加先减小后增大,本实验所采用的最佳进风干球温度为29.50℃,此时系统能效比可达4.82;系统能效比随换热板片热流密度的增大而增大,板片热流密度为4200W/m2时,能效比可达4.90;系统能效比随冷却水温度的升高而增大,但影响并不明显,冷却水温度为33.15℃时,系统能效比为4.87;系统能效比随空气的进、出口焓差的升高而增大,空气的进、出口焓差为30.0k J/kg时,系统能效比可达4.92。(4)通过数值模拟分析凸凹板蒸发式冷凝器板外空气-水侧的流体流动特性,并分别研究板片单元间距、风速、板片单元间的喷淋水流量、热流密度、板片鼓包高度、PVC填料人字形角度和人字形高度参数的变化对凸凹板蒸发式冷凝器板外空气-水侧传热传质性能的影响,从而对凸凹板片与填料结构参数及冷凝器运行参数进行优化。为实现研究所采用的凸凹板蒸发式冷凝器的最佳运行工况和传热传质性能,应保持板片单元间的喷淋水流量为0.05kg/s,板片热流密度为3700W/m2,板片单元间距为24mm,板片鼓包高度为6mm,填料人字形高度为7mm。
【关键词】：凸凹板片单元 蒸发式冷凝器 传热传质 实验研究 数值模拟
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657;TK124
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 物理量名称及符号表11-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 研究背景13-15
• 1.1.1 制冷技术13-14
• 1.1.2 空调能耗14-15
• 1.2 课题意义15
• 1.3 冷凝器分类及特点15-19
• 1.4 国内外研究现状19-22
• 1.4.1 国外研究进展19-20
• 1.4.2 国内研究进展20-22
• 1.5 本课题来源及主要研究内容22-23
• 1.6 本章小结23-24
• 第二章 凸凹板蒸发式冷凝器传热传质理论分析24-32
• 2.1 凸凹板蒸发式冷凝器的运行原理24-27
• 2.1.1 凸凹板蒸发式冷凝器的构成24-26
• 2.1.2 凸凹板蒸发式冷凝器的传热机理26-27
• 2.2 影响凸凹板蒸发式冷凝器传热传质性能的因素27-28
• 2.3 凸凹板蒸发式冷凝器的传热传质数学模型28-30
• 2.3.1 条件设置28
• 2.3.2 传热传质数学模型28-30
• 2.4 传热传质计算关联式30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 凸凹板蒸发式冷凝器的实验研究32-48
• 3.1 实验系统32
• 3.2 实验装置32-36
• 3.2.1 实验设备32-34
• 3.2.2 实验测量数据34-35
• 3.2.3 实验方法35-36
• 3.3 实验数据处理36-42
• 3.3.1 实验测量数据36-40
• 3.3.2 传热传质实验数据计算40-42
• 3.4 误差分析42-43
• 3.4.1 实验误差分析42-43
• 3.4.2 实验值与计算值误差比较43
• 3.5 实验结果分析43-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 空气-水侧的流体流动分析48-59
• 4.1 凸凹板蒸发式冷凝器的控制方程48-49
• 4.2 数值模拟49-52
• 4.2.1 建立几何模型49-51
• 4.2.2 划分模型网格51
• 4.2.3 设置计算方法51-52
• 4.3 数值模拟结果与实验对比分析52-57
• 4.3.1 速度场分布52-54
• 4.3.2 温度场分布54-55
• 4.3.3 压力场分布55-57
• 4.3.4 相对湿度分布57
• 4.4 验证模拟结果57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 数值模拟仿真结果分析59-81
• 5.1 最佳进风口风速59-61
• 5.2 最佳喷淋水流量61-64
• 5.3 凸凹板片参数对传热传质性能的影响64-74
• 5.3.1 板片壁面热流密度对传热性能的影响65-66
• 5.3.2 最佳板片单元间距66-69
• 5.3.3 板片鼓包高度对传热传质的影响69-74
• 5.4 填料参数对传热传质性能的影响74-78
• 5.4.1 填料人字形角度对传热传质的影响75-76
• 5.4.2 填料人字形高度对传热传质的影响76-78
• 5.5 本章小结78-81
• 结论与展望81-83
• 本文结论81-82
• 本文创新点82
• 展望82-83
• 参考文献83-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• 附件91

【参考文献】

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