蒸發(fā)式冷凝器數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、節(jié)能減排，低碳生活已經(jīng)成為全人類的共識(shí)。對(duì)于換熱設(shè)備研究行業(yè)來(lái)說(shuō)，提高換熱效率，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)于深化節(jié)能減排，減少不必要的能源的消耗等有深遠(yuǎn)的意義。本文從理論分析，設(shè)計(jì)計(jì)算，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與數(shù)值模擬幾個(gè)角度研究蒸發(fā)式冷凝器流場(chǎng)傳熱傳質(zhì)特性，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究工作。
　　 (1)進(jìn)行蒸發(fā)式冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的開發(fā)，得出結(jié)論為在蒸發(fā)式冷凝器中空氣的最佳入口速度應(yīng)為3m/s，此時(shí)傳熱面積適中同時(shí)傳熱效果較好。
　　 (2)

2、進(jìn)行了蒸發(fā)式冷凝器箱體內(nèi)干工況單排管束實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)值模擬，比對(duì)結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好，這說(shuō)明數(shù)值模擬適用于蒸發(fā)式冷凝器的研究開發(fā)工作，并對(duì)節(jié)省資金，提高分析精度有非常好的作用。
　　 (3)進(jìn)行了扭曲管蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)化模擬工作，主要從進(jìn)風(fēng)格柵，管排優(yōu)化，管扭矩，截面變化和噴嘴形式等角度進(jìn)行了分析與優(yōu)化，分析結(jié)果表明，進(jìn)風(fēng)格柵的最佳角度為水平方向上下15°之間。管體扭矩在200～250mm時(shí)傳熱較優(yōu)，壓降適中。

3、管截面長(zhǎng)短半軸之比在0.55～0.8之間時(shí)換熱效果較好。方形噴嘴和傳統(tǒng)的圓形噴嘴相比更加適用于蒸發(fā)式冷凝器的傳熱傳質(zhì)。
　　 (4)針對(duì)目前已有管型的缺點(diǎn)進(jìn)行了新型管型的研制與開發(fā)，并在同等工況下使用數(shù)值模擬手段和已有管型進(jìn)行對(duì)比，數(shù)值模擬結(jié)果表明，異型扁管具有極佳的傳熱性能適宜于蒸發(fā)式冷凝器這種特殊換熱器的傳熱傳質(zhì)。
　　 (5)本文還通過(guò)多相流數(shù)值模擬進(jìn)行了兩相流時(shí)的數(shù)值模擬研究工作，數(shù)值模擬結(jié)果表明DPM模型適用于

4、蒸發(fā)式冷凝器的研究工作，先進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)狀況下空氣場(chǎng)的數(shù)值模擬，使用全組分物種輸運(yùn)模型，考慮空氣中水蒸氣的存在與影響，之后改變至非穩(wěn)態(tài)模型，引入離散相，并進(jìn)行各種參數(shù)設(shè)置如噴淋方式，噴嘴參數(shù)，管束區(qū)邊界條件等，最后進(jìn)行各個(gè)時(shí)間段的迭代，觀察Os、0.3s、0.5s以及0.7s時(shí)流場(chǎng)的傳熱傳質(zhì)情況，最后進(jìn)行單相以及兩相充分傳熱傳質(zhì)之后的流場(chǎng)對(duì)比分析，分析結(jié)果表明離散相的引入對(duì)于改善流場(chǎng)傳熱具有極好的作用，這進(jìn)一步證明了蒸發(fā)式冷凝器相對(duì)于普通傳