蒸發(fā)式冷凝器數(shù)值模擬與優(yōu)化.pdf

1、節(jié)能減排，低碳生活已經成為全人類的共識。對于換熱設備研究行業(yè)來說，提高換熱效率，優(yōu)化設備結構對于深化節(jié)能減排，減少不必要的能源的消耗等有深遠的意義。本文從理論分析，設計計算，實驗驗證與數(shù)值模擬幾個角度研究蒸發(fā)式冷凝器流場傳熱傳質特性，主要從以下幾個方面進行了研究工作。
　　 (1)進行蒸發(fā)式冷凝器設計計算軟件的開發(fā)，得出結論為在蒸發(fā)式冷凝器中空氣的最佳入口速度應為3m/s，此時傳熱面積適中同時傳熱效果較好。
　　 (2)

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

3、管截面長短半軸之比在0.55～0.8之間時換熱效果較好。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。
　　 (4)針對目前已有管型的缺點進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行對比，數(shù)值模擬結果表明，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。
　　 (5)本文還通過多相流數(shù)值模擬進行了兩相流時的數(shù)值模擬研究工作，數(shù)值模擬結果表明DPM模型適用于

4、蒸發(fā)式冷凝器的研究工作，先進行了穩(wěn)態(tài)狀況下空氣場的數(shù)值模擬，使用全組分物種輸運模型，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，并進行各種參數(shù)設置如噴淋方式，噴嘴參數(shù)，管束區(qū)邊界條件等，最后進行各個時間段的迭代，觀察Os、0.3s、0.5s以及0.7s時流場的傳熱傳質情況，最后進行單相以及兩相充分傳熱傳質之后的流場對比分析，分析結果表明離散相的引入對于改善流場傳熱具有極好的作用，這進一步證明了蒸發(fā)式冷凝器相對于普通傳