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间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究

作　者: 周斌
导　师: 黄翔；狄育慧
学　校: 西安工程科技学院
专　业: 环境工程
关键词: 间接蒸发冷却均匀布水布水器吸水性材料强化传热传质
分类号: TQ051.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 22次
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内容摘要

蒸发冷却技术由于具有节能,经济,环保,改善室内空气品质的优点,在工程中正得到越来越多的应用。本课题是针对目前间接蒸发冷却器在工程实际应用中存在的均匀布水问题,从布水器结构型式和使用吸水性材料两个大方面着手,提出具体的技术措施进行实验,以期达到改善均匀布水,增加换热器表面润湿系数,进而提高间接蒸发冷却器的热质交换效率的目的。布水器结构型式的优化与改进措施中,通过对布水器喷嘴的选型、喷淋排管的布置、喷淋(喷嘴)密度的选取、最佳喷淋水量的确定、加装二次布水装置等改进措施,达到了改进布水器空间布水均匀的目的。通过实验测定,管式间接蒸发冷却器在加装二次布水网格后,? 10管径的换热效率提高5%左右,?20管径的换热效率提高了10%左右。较大管径的换热器效率相对提高较多,在工程应用中具有一定的实用价值。对不同纤维品种、不同针织物结构进行保水量实验的基础之上,优选使用涤纶纬平针针织圆筒状织物,解决包覆吸水性材料的管式间接蒸发冷却器吸水和快速蒸发之间的矛盾,达到二次空气与水侧的强化传热传质的效果。实验数据表明,包覆润湿性材料对提高均匀布水有较好的作用,间接蒸发冷却器的效率在包覆吸水性材料后,可提高5%～8%左右。在保证换热效率的情况下,使用管式间接蒸发冷却器相对于板式间接蒸发冷却器可以使成本降低50%～75%左右。给出了间接蒸发冷却器效率的一种合理、简便的计算方法,并通过实验予以验证。该数学模型基于湿球温度的饱和湿空气定压比热,分别计算一次空气的换热效率εp和二次空气与水膜的热湿交换效率εs(焓交换效率),然后得到基于εp和εs的间接蒸发冷却器的冷却效率公式。间接蒸发冷却器的冷却效率主要与一次空气和二次空气的流量有关,而一次空气和二次空气的流量是容易控制和测量的,因此可以方便的求出间接蒸发冷却器的冷却效率。总体上来说,本实验选材简单,成本低廉,方便易行,有利于工程技术改造及新产品的推广应用。

全文目录

第1章绪论  7-18
  1.1 蒸发冷却研究与应用概述  7-13
    1.1.1 应用背景分析  7-8
    1.1.2 蒸发冷却技术简介  8-12
    1.1.3 蒸发冷却最新研究进展  12-13
  1.2 间接蒸发冷却及课题的提出  13-16
  1.3 课题的内容与创新  16-18
第2章间接蒸发冷却器中布水器结构型式优化与改进  18-35
  2.1 布水器工业应用概述  18-21
    2.1.1 冷却塔布水器  18-19
    2.1.2 溴化锂吸收式制冷机组喷淋布液器  19
    2.1.3 填料塔液体分布器  19-21
  2.2 蒸发冷却中布水器及存在的问题  21-24
    2.2.1 蒸发冷却的布水器  21-23
    2.2.2 间接蒸发冷却中布水器存在的问题  23-24
  2.3 布水器的优化和改进措施  24-33
    2.3.1 喷淋水量的确定  25-27
    2.3.2 喷嘴选型  27-28
    2.3.3 喷嘴布置  28-30
    2.3.4 二次布水网格  30-31
    2.3.5 波纹丝网替代铝箔波纹板  31-32
    2.3.6 布水方式  32-33
  2.4 水平均匀分布评价方法  33-35
第3章包覆吸水性材料的管式间接蒸发冷却器的理论研究  35-47
  3.1 引言  35-36
  3.2 织物的吸水机理分析  36-40
    3.2.1 织物的三层多孔介质特性  37-38
    3.2.2 吸水性材料吸水和蒸发的辨证关系  38-40
  3.3 吸水性材料的选用  40-41
    3.3.1 纤维品种的选取  40
    3.3.2 纱线种类  40-41
    3.3.3 织物品种的选择  41
  3.4 纬平针织物的主要结构参数及其表面水膜的形成机理分析  41-44
    3.4.1 纬平针织物的主要结构参数  41-43
    3.4.2 针织物(换热器)表面均匀水膜的形成和保水量  43-44
  3.5 纬平针织物结构对水膜表面蒸发效率的影响分析  44-47
    3.5.1 针织物孔眼面积对蒸发效率的影响  45
    3.5.2 针织物孔眼形态对蒸发效率的影响  45-46
    3.5.3 针织物孔眼深度对蒸发效率的影响  46-47
第4章间接蒸发冷却器中均匀布水对强化传热传质的影响机理  47-62
  4.1 引言  47
  4.2 间接蒸发冷却器的数学模型  47-54
    4.2.1 数学模型的假设条件  48-49
    4.2.2 饱和定压比热C_(wb)的定义  49-50
    4.2.3 一次空气的换热效率  50-52
    4.2.4 二次空气与水膜的热湿交换效率(焓交换效率)  52-53
    4.2.5 间接蒸发冷却器的冷却效率  53-54
  4.3 二次空气侧的对流传质  54-62
    4.3.1 喷淋水量(喷淋密度)  55-56
    4.3.2 二次空气流量与流速  56-57
    4.3.3 水滴粒径及水平方向的均匀分布  57-58
    4.3.4 流动水膜稳定性分析  58-60
    4.3.5 换热器表面润湿系数ψ及保水量Whe  60-62
第5章实验结果与数据分析  62-77
  5.1 实验说明  62-63
  5.2 实验台的结构尺寸  63-65
  5.3 实验仪器与设备  65
  5.4 实验结果与分析  65-77
    5.4.1 加装二次布水网格  65-67
    5.4.2 用丝网及网格替代铝箔波纹板  67-68
    5.4.3 针织吸水性纤维套的保水量  68-70
    5.4.4 包覆吸水性材料的管式间接蒸发冷却器实验  70-73
    5.4.5 一、二次风量比及风速对冷却效率的影响  73-77
第6章结论  77-79
  6.1 结论  77-78
  6.2 课题的不足之处  78
  6.3 今后的研究方向  78-79
参考文献  79-84
主要符号表  84-86
学位论文知识产权声明  86-87
学位论文独创性声明  87-88
发表文章  88-89
致谢  89

间接蒸发冷却器中均匀布水的实验研究

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