鼓包板片蒸发式冷凝器流动特性与传热性能研究

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1、硕士学位论文鼓包板片蒸发式冷凝器流动特性与传热性能研究作者姓名戴晨影学科专业动力机械及工程指导教师简弃非教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年月4月StudyonFlowCharacteristicsandHeatTransferofBulge-plateEvaporativeCondenserAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DaiChenyingSupervisor：Prof.JianQifeiSouthChinaUniversityofTechnologyGua

2、ngzhou,China分类号：TB657.5学校代号：10561学号：201220102073华南理工大学硕士学位论文鼓包板片蒸发冷凝器流动特性与传热性能研究作者姓名：戴晨影指导教师姓名、职称：简弃非教授申请学位级别：硕士学科专业名称：动力机械及工程研究方向：强化传热论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月1日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：卓献荣委员：杨晚生、简弃非、巫江虹、王红民摘要能源问题日益突出，大力发展新能源、提高已有设备的能源利用率是改善现状的有效措施。蒸发式冷凝器是

3、一种高效节能的换热设备，相比水冷式冷凝器，冷凝温度低4~10℃，耗电量是其40%；对比风冷式冷凝器，冷凝温度低8~11℃，动力消耗节约30%以上。蒸发式冷凝器在节水节电上的优点，被广泛应用在各行各业。本文对板式蒸发式冷凝器做了以下几方面研究：（1）对板式蒸发式螺杆冷水机组进行性能测试。测得试验机组在7℃冷冻水出水温度工况下，制冷剂进出冷凝器温度、换热板片表面温度、进出口气流干湿球温度和流速2等，通过计算得到制冷量为750kW，换热板片的热流密度为2975kW/m，机组能效比为3.86。对冷冻水出水温度变化对冷凝器传热性能的影响进行研究，结

4、果表明冷冻水出水温度升高，制冷量增加，换热板片热流密度变大，机组能效比升高。（2）建立蒸发式冷凝器换热板片单元间气-水两相流动模型，利用Fluent软件进行数值模拟，得到速度场、压力场、温度场以及蒸汽分布特性。改变空气流速、喷淋水流量和换热板片结构，分析对流动特性及传热传质活动的影响。空气流速从0.5m/s增大至4m/s，传热传质得到强化；喷淋水流量增大使空气进出口压差增大，水膜厚度加厚削弱传热作用，出口温度降低，出口空气含湿量从0.0276kg/kg变化为0.0278kg/kg。改变板片结构进行流场分析，随着板片凹处直径变大，空气沿路损

5、失增加，水膜蒸发量减少；凹处角度增大，空气走道趋于平缓，能量损失减少，传热传质强度呈先增后减趋势。角度为164°时，空气出口温度最大为303.5K，空气出口含湿量达到最大值0.027kg/kg。（3）对冷却水从换热板片出来，进入下层填料进行传热传质活动进行模拟，得到空气速度、喷淋水流量和填料间距的改变对压力场、温度场等影响，从而得出最佳空气速度、填料参数。当气流速度为2m/s、填料间距设置为6mm，换热强度高，机组的冷却水循环、电能消耗少。关键词：板片；蒸发式冷凝；流场特性；数值模拟；填料IABSTRACTItwasaneffective

6、measureofdevelopingnewenergysourcesandimprovingenergyefficiencyoftheexistingequipmenttosolvetheenergyissues.Evaporativecondenserwasahighefficiencyandenergy-savingheatexchanger.Itscondensingtemperaturewas4~10℃lowerthanthatofthewater-cooledcondenser,anditspowerconsumptionwa

7、s40%ofwater-cooledcondenser’s.Comparedwithaircooled-condenser,itscondensingtemperaturewas8~11℃lower,andpowerconsumptionwasreducedbyabout40%.Evaporativecondenserwaswidelyusedinvariousindustriesbecauseoftheadvantagesofsavingwaterandelectricity.Thispaperpresentstheresultsoft

8、heresearchontheevaporativecondenser:Basedontheperiodicbumpplateevaporativecondenserwaterchillerp