基于冷卻效率最優(yōu)化閉式冷卻塔性能研究及選型軟件開發(fā).pdf

1、當前空調系統(tǒng)中采用的冷卻塔通常為開式的，因為冷卻水和空氣直接接觸，水容易污染，造成水資源的巨大浪費。將管式蒸發(fā)冷卻器作為核心部件制成閉式冷卻塔，由于冷卻水和空氣通過盤管換熱，水質得到保證，提高了水的重復利用率。同時在閉式冷卻塔噴淋段增加淋水填料對噴淋水進行冷卻預處理，可以大幅度降低冷卻盤管換熱過程中管外流體的溫度，減少盤管換熱面積。目前基于冷卻填料與蒸發(fā)式冷卻盤管的優(yōu)化設計研究較少。
　　 基于這樣的背景，本文對帶填料的閉式冷卻

2、塔的性能和優(yōu)化設計展開研究。本文主要從求解數(shù)學模型、分析影響冷卻性能的因素和進行優(yōu)化設計三個方面對研究對象進行深入的研究。
　　 第一，對淋水填料和盤管進行理論分析。在確定控制方程及其邊界條件的情況下，對傳熱傳質過程進行適當簡化，得到了研究對象的數(shù)學模型。并根據(jù)其它文獻提出的經(jīng)驗公式得到傳熱和傳質系數(shù)，對整個逆流閉式冷卻塔的傳熱、傳質過程的數(shù)學模型進行求解。
　　 第二，通過算例分析以及實驗研究提出了閉式冷卻塔的結構參數(shù)

3、和運行參數(shù)對性能的影響能力的分析結論，為優(yōu)化設計提供依據(jù)。閉式冷卻塔的冷卻性能參數(shù)主要包括：冷卻水出口溫度、冷卻效率、傳質系數(shù)、傳熱系數(shù)。影響管式蒸發(fā)冷卻器性能的參數(shù)包括：換熱器的管間距、盤管內外徑、盤管布置形式、管材；運行參數(shù)：噴淋水量、空氣流量、濕球溫度、管內水量。
　　 第三，利用MATLAB與C＃提供的優(yōu)化工具箱以及友好的可視化編程環(huán)境，把繁瑣的計算過程程序化，建立良好的用戶界面。論文中以傳熱、傳質系數(shù)為目標函數(shù)，以理論

4、分析得到的部分結論為約束條件，以換熱器面積、管間距、空氣流量、噴淋水量、淋水填料高度作為優(yōu)化結果，使用遺傳算法從而實現(xiàn)閉式冷卻塔的優(yōu)化設計。
　　 在課題試驗當中發(fā)現(xiàn)在逆流閉式冷卻塔的盤管段盤管材質及盤管的導熱系數(shù)大小對于整個塔內的傳熱傳質過程的影響甚微，對于傳統(tǒng)依賴于銅質盤管的換熱器設計提供了其他材料替代性的可行性分性。在填料高度的計算當中，實驗結果同時證明了填料高度的增加也可能導致冷卻效率的下降，所以計算機模擬計算過程當中對