板式蒸发式冷凝器传热传质研究
蒸发冷却强化电站用板式空冷器传热的研究汇总
同济大学机械工程学院硕士学位论文蒸发冷却强化电站用板式空冷器传热的研究姓名：胡晓伟申请学位级别：硕士专业：供热供燃气通风及空调工程指导教师：张恩泽;张旭20080301摘要摘要板式换热器是一种高效的传热设备，与管式换热器相比，板式换热器拥有将蒸发冷却用于板式换热器是一种非常好的强化板式换热器传热的方式，究的方法获得了蒸发冷却板式换热器空气侧的换热和阻力情况，并得到了蒸发针对目前工业中板式换热器的应用开发设计仍是按照设计人员的经验和反复计算，这种浪费大量人力延长新型产品开发周期的设计方法，利用计算机的高效计算优势，编制了蒸发冷却板式换热器的设计模拟程序，可以进行蒸发冷却板式换热器的设计，这种设计方法可以在工业中得到应用。
在电站空冷凝汽器的运行中，影响换热器性能的因素很多，不同的组合对换热性能有很大的影响，同时还会影响换热器的投资。
为了得到一种较优的结构组合和运行方式，通过结构优化和运行优化，得到了一个使电站凝汽器较好时，换热器的传热会降低１／３。
最后，本文还通过ＣＦＤ模拟的方法分析了电站斜顶式布置的空冷凝汽器内空关键词：板式换热器，蒸发冷却，空冷凝汽器，传热特性，阻力特性，优着更为优良的特性。
因此在工业生产中板式换热器得到了越来越广泛的应用。
但是由于增加了蒸发冷却使得板式换热器内部的传热和阻力变得复杂。
为了获得蒸发冷却时板式换热器内部的换热和阻力情况，本文通过理论分析和实验研冷却时换热器空气侧传热和阻力的关联式。
地运行的组合方式。
另外在实际运行中，电站空冷凝汽器板片的结垢会严重削弱传热并增大阻力，因此还对污垢的影响进行分析并发现当污垢的热阻增大３倍气侧的气流分布情况，得到了板式换热器布置成不同角度时对换热器内气流分布的影响，找到了对于电站斜项式空冷凝汽器最佳的斜顶角度。
化，气流分布。
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔＰｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ（ＰＨＥ）ｉｓａｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ，ｉｔｃａｒｌｐｒｏｖｉｄｅｍｏｒｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．ＳｏＰＨＥｉｓｕｓｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｉｎｍｏｄｅｍｉｎｄｕｓｔｒｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．ＥｖａｐｏｒａｔｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇｕｓｅｄｉｎＰＨＥｉｓａｇｏｏｄｍｅｔｈｏｄｔｏｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅＰＨＥｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ．ＢｕｔｉｔｉｎｃｒｅａｓｅｓｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇｉｎＰＨＥ，ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｉｎｔｈｅＰＨＥｂｅｃｏｍｅｓｃｏｍｐｌｅｘ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｋｎｏｗｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｉｎｔｈｅＰＨＥ，ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅａｕｔｈｏｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｄｉｄａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＩｔｗｏｒｋｅｄｏｖｅｒｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｉｎｔｈｅＰＨＥ．Ｍｅａｎｔｉｍｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｇａｉｎｅｄｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｗｈｅｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｐｒｉｎｋｌｉｎｇｗａｔｅｒ．ＡｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇＰＨＥｕｓｕａｌｌｙｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｒｓ’ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈａｔｔｈｅｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｉｍｅａｆｔｅｒｔｉｍｅ，ｉｔｔａｋｅｓａｌｏｔｏｆｍａｎｐｏｗｅｒａｎｄｄｅｌａｙｓｎｅｗｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｘｐｌｏｄｅｒｃｙｃｌｅ．ＩｎｔｈｉｓｔｅｘｔｔｈｅａｕｔｈｏｒｐｒｏｇｒａｍｍｅｓａｐｒｏｇｒａｍｍｅｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｄｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｗｏｒｋｏｆＰＨＥ．ＵｓｅｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｗｅｃａｎｄｅｓｉｇｎｔｈｅＰＨＥ．Ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｆａｃｔｏｒｓｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒ．Ｔｏｇｅｔａｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎａｎｄｒｕｎｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｔｅｘｔａｌｓｏｏｐｔｉｍｉｚｅｓｔｈｅＰＨＥｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｒｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｏｒｋ，ｗｅｋｎｏｗｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅａｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＢｅｃａｕｓｅｉｎｔｈｅｒｅａｌｐｒａｃｔｉｃｅｔｈｅｒｅｗｉｌｌｂｅｄｉｒｔａｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｐｌａｔｅｗｈｉｃｈｗｉｌｌｗａｋｅｎｔｈｅＰＨＥｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｍａｋｅｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｌａｒｇｅｒｔｈａｎｕｓｕａｌ，ｉｔ’Ｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏａｎａｌｙｚｅｍｉｓｅｆｆｅｃｔ．ＷｅｆｉｎｄｔＩｌａｔｗｈｅｎｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｂｅｔｈｒｅｅｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｕｓｕａｌ，ｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅＰＨＥｗｉｌｌｆａｌｌ１／３．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｉｎｔｈｉｓｔｅｘｔｔｈｅａｕｔｈｏｒｕｓｅＣＦＤｓｏｆｔｗａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅａｉｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｃｏｎｄｅｎｓｅｒｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｌａｙｅｄｉｎｃｌｉｎｅｄ，ａｎｄｆｉｎｄｏｕｔｔｈｅｂｅｓｔａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｆｏｒｔｈｅＰＨＥ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅＬｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅｃｏｏｌｉｎｇ，ａｉｒｃｏｏｌｉｎｇｃｏｎｄｅｎｓｅＬｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｉｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ⅱ学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的Ｆ－ｔＪ届ＩＩ本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
等价湿球温度法分析传热传质过程
板式蒸发空气冷却器传热传质模型分析摘 要： 根据热力学和传热学理论，建立了板式间接蒸发式空冷器传递过程的微分方程组。
引入空气湿球比热wb c 和对流换热系数wb α，推导得到了基于空气湿球温度的数学传递模型。
应用四阶-龙格库塔法求解了高炉循环水用板式蒸发冷却器基于湿球温度的传递模型，得到了热流体、喷淋水、空气干湿球温度的变化规律和各流体的换热强度情况。
该分析模型为进一步分析蒸发式空冷器的热工性能和优化设计提供了理论依据。
关键词：传热传质；板式蒸发空冷器；传递模型；湿球温度蒸发式空冷器利用自然环境中空气的干湿球温差取得冷量来冷却热流体，由于它比空气冷却换热效果好，比水冷节水等显著优点，因此在石油、化工、冶金、电力等领域中有着广泛的应用。
蒸发式空冷器冷却侧空气与喷淋水之间传热和传质过程同时进行，相互耦合，传递机理相当复杂。
目前针对管式和翅片管式蒸发空冷器的研究成果较多[1-3]，然而这些成果大多是基于Merkel 理论，空气和喷淋水的热湿交换以焓差为推动力建立数学模型。
本文建立了基于湿球温度的板式蒸发式空冷器的数学模型，并用四阶-龙格库塔法对一个实例进行数值求解，分析了各流体的温度变化和换热规律。
1传递过程的基本方程组本文以板式蒸发空冷器为研究对象，热流体与空气逆流，喷淋水与空气并流，流体组合如图1所示。
对蒸发式空冷器的传热传质和流动过程做如下假设：1. 空冷器内传热传质和流动过程处于稳态，忽略外壳的散热损失。
2. 各流体热物性参数为常数。
流体的状态参数仅沿流动方向变化。
3. 喷淋水膜均匀分布，忽略水膜波动和水膜厚度对传递和流动的影响，忽略水膜的蒸发损失；水膜在传热壁面上完全润湿。
4. 忽略空气中离散水珠对传热传质的影响。
5. 湿空气的传热传质过程符合刘易斯关系式，即1Le hwpamw =⋅=ααc ，mw α为喷淋水与空气的传质系数，kg ·m -2·s -1；hw α为喷淋水与空图1 逆流板式蒸发空冷器示意图y xzHLBo空气喷淋水shui热流体喷淋水 空气aa a x ,t ,m ww t ,m 水膜壁面dz气的传热系数，W ·m -2·K -1；pa c 为空气比热容，J ·kg -1·℃-1。
蒸发冷却强化电站用板式空冷器传热的研究的开题报告
蒸发冷却强化电站用板式空冷器传热的研究的开题报告第一部分：研究背景随着经济的发展和人口的增加，人们对能源的需求也越来越高。
其中，煤炭作为重要的能源资源，其在电力生产中的地位不可替代。
但是，在煤炭的燃烧过程中，会产生大量的烟气，其中含有大量的热能，如果不加以利用，将会造成资源浪费和环境污染。
因此，煤电厂必须采取有效的措施来提高热能利用效率和减少环境污染。
空冷器是目前电站中广泛采用的一种热交换器。
它通过与环境空气直接接触，将热量传递到空气中，实现对热量的散布和降温。
空冷器具有结构简单、维护方便等优点，但是在给排水系统的减少、降低水耗的要求下，传统的强制循环水冷系统已经越来越难以适应电站散热的需要，因此，空冷器在电站发电冷却中的应用日益受到关注，并成为各国能源工程领域研究的热点问题。
第二部分：研究意义板式空冷器是一种新型的空冷器，其具有优秀的传热性能、运行稳定、控制方便等诸多优点。
板式空冷器传热的过程很大程度上取决于板片外表面与空气之间的热对流，所以对板式空冷器的结构和传热特性的研究具有十分重要的现实意义。
本研究的主要目的是探究板式空冷器传热机理，进一步优化空气侧结构，提高其传热性能，促进其在电站发电冷却中的应用，减少环境污染，提高资源利用效率，具有重要的理论意义和实际价值。
第三部分：研究内容1.板式空冷器的基本结构和工作原理介绍；2.理论模型的建立，为探究板式空冷器的传热机理提供理论基础；3.利用实验室设备对板式空冷器进行室内实验，得到板式空冷器的传热性能和温度场分布等基本特性数据；4.通过对实验数据的分析和处理，找到板式空冷器的优化方案，并对优化后的板式空冷器进行验证实验；5.最终对优化后的板式空冷器的传热性能进行分析比较，得出板式空冷器的优化结构和传热机理，为其在电站发电冷却中的应用提供理论依据。
第四部分：研究方法本研究主要采用实验和理论相结合的方法，通过实验室室内试验和理论分析来探究板式空冷器传热机理和优化结构。
板式蒸发式冷凝器传热性能试验研究
最差 ； 内冷凝压力 随冷却循环水喷淋密度 、 板 风速 的增大而减小 ； 在各 自最佳风 速 ， 同汽液流 向操作 下 ， 不 蒸汽对角进 出
时的热流密度均 比蒸汽同侧进 出时大 。 关键词 ： 板式蒸发式冷凝器 ； 薄膜 ； 传热 ； 试验研究
中图 分 类 号 ： Ｔ ６ Ｂ５ 文献标识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９ ９ｊｉ ｎ １０ ０ ２ ．０ １０ ． １ ｏ：０ ３６ ／． ｓ．０ ５～ ３ ９ ２ １ ．２０ ３ ｓ
（ ｅ ｂ ｒｔ ｙｏ ｎａ ｃｄＨ ａ Ｔａｓ ｒ ｎ ｎｒ ｏｓｒａ ｏ ， ｉｉｒ ｆ ｄｃｔ ｎ Ｓｈｏ ｏ ｈ ｍｓ ｙ Ｋ ｙｌ ｏａ ｒ ｆ ｈｎｅ ｅｔ ｒｎｆ ｄＥ ｅｇ Ｃ ｎｅ ｔ ｎ Ｍ ｎｓ ｏ ｕ ａｏ ，ｃｏｌ ｆ ｅ ｉｒ ａ ｏ Ｅ ｅａ ｙ ｖｉ ｔ ｙ Ｅ ｉ Ｃ ｔ
５ ８
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Ｖｏ ３ Ｎｏ ２， ０１ １ ９， ． ２ １
．
文章编号 ： １０ ０ ２ （０ １ ０ ０ ５ ０ ０ ５— ３ ９ ２ １ ） ２— ０ ８— ４
板 式 蒸发 式 冷凝 器传 热 性 能试 验 研 究
钟 振兴 ， 朱冬 生 ， 清明 ， 刘 张景卫
ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｏ ｅ ｐ ａｅ ｔｐ ｖ ｐ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｒ ｒ ｔ ｄｅ ｓ ｃ ｓ ｓ ｒ ｙ ｗ ｔｒ ｏ ｖ ｌｃ ｔ ｆ ｉ ｄ ｉ ｏ ｔ ｎ ｘ ｒ Ｐ － ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｔ ｌ ｔ— ｅｅ ａ ｏ ａｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｅ ｓ ｉｄ，ｕ ｈ ａ ｐ ａ ａｅ ｗ， ｅｏ ｉ ｏ ｎ ，ｍｐ ｒ ａ ｄ ｅ ｐ ｔ ｉ ｃ ｈ ｙ ｖ ａ ｕ ｌ ｆ ｙ ｗ ｏ Ｏ ｓｔ ｎ ｏ ｒ ｃ ｓ ｕ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｏ ｃ ｒｅ ｔｆ ｗ ｏ ｉ ｎ ａｅ ｔ ｈ ｅ ｔｈ ａ ｒ ｎ ｆｒｒ ｓ ｌ， ｏｌｗ ｄ ｂ ｉ ｏ ｆｐ ｏ ｅ ｓｆ ｉ ． ｈ ｅ ｕｔ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ：ｃ — ｕ ｒ ｎ ｏ ｆａｒ ａ ｄ ｗ ｔｒ ｗ ｈ ｔ ｅ ｂ ｓ ｅ ｔ ｔ ｓｅ ｅ ｕｔ ｆｌ ｅ ｙ ｉ ｌ ｓ ｌ ｉ ａ ｏ ｃ ｕ ｔｒｃ ｒｅ ｔ ｏ ａ ｄ ｃｏ ｓｆ ｗ． ｏ ｄ ｎ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｃ ｎ ｅ ｓ ｒｄ ｃ ｅ ｅ ｉ ｈ ｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｏ ｅ ｃｒ ｕａｉ ｇ ｃ ｏ ｉｇ ｗ ｏ ｏ ｎ ｅ － ｕ ｒ ｎ ｗ ｎ ｒ ｓ ・ ｏ Ｃ ｎ ｅ ｓｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ｅ ｒ ａ ｓｗ ｔ ｔ ｅ ｉ ｃｅ ｎ ｆ ｈ ｉｃ ｌｔ ｏ ｌ ａ ｌ ｆ ｌ ｓ ｈ ｓ ｔ ｎ ｎ ｔｒａ ｄ ｖ ｌ ｃｔ ｉ ｄ Ｕ ｏ ｅｂ ｓ ｖ ｌｃｔ ｆ ｎ ｎ ｉ ｅｅ ｔ ａ ｏ — ｑ ｉ ｏ ｐ ｒ ｔ ｎ， ｅｈ ａ ｕ ｈ ｎ ｔ ｅｓｅ ｍ ｏ ｅ ｅｏ ｉ ｏ ｗ ｎ ． ｐ ｎ ｔ ｅ ｔ ｅｏ ｉ ｏ ｄ ａ ｄ ｄｆ ｒ ｎ ｐ ｒｌ ｕ ｄｆ ｗ ｏ ｅ ａｉ ｔ ｅ ｔ ｌｘ ｗ ｅ ｔ ａ ｆ ｗ ｎ ｙｆ ｈ ｙ ｗｉ ｖ ｉ ｌ ｏ ｈ ｆ ｈ ｌ ｏ ｐ ｓ ｅ ｓｄ ｅ ｃ ｍｅ ｒ ａｅ ａ ｔｗ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｓｄ ． ｐ ｉ ｉ ｅ ｏ ｔ ｏ ｒｉ ｇ ｅ ｔｒｔ ｎ ｉ ｈ ｎ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ｏ ｔ ｆ ｈ ｓ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｐ ａｅｔｐ ｖ ｐ ｒ ｔ ｅｃ ｎ ｅ ｓ ｒ ｔ ｉ ｑ ｉ ｌ ； ｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ｒ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔ ｄ ｌｔ — ｅ ｅ ａ ｏ ａｉ ｏ ｄ ｎ ｅ ；ｈ ｎ ｈ ｕｄ ｆ ｍ ｈ ａ ａ ｓｅ ； ｘ ｅ ｉ ｎ ｕ ｙ ｙ ｖ ｉ ｔ ｓ
ORC系统中板式蒸发器传热特性的研究
第38卷,总第219期2020年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.38,Sum.No.219Jan.2020,No.1ORC 系统中板式蒸发器传热特性的研究邱长亮,吴俐俊,吴世锋(同济大学机械与能源工程学院,上海 201804)摘 要:蒸发器作为余热回收有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle ,ORC )系统的关键部件之一,其传热性能影响着整个系统的传热效率。
本文以新型全焊式板式换热器为模型,通过加载蒸发相变UDF 进行数值模拟,得出不同的热水流量、热水进口温度、R245fa 流量下的传热和流动特性,并通过计算不同工况下j 因子和f 因子定量评估了蒸发器的综合换热性能。
计算结果表明:提高热水进口流量和R245fa 流量对ORC 系统蒸发器的传热性能有明显的改善作用;随着热水进口流量、热水进口温度以及R245fa 入口流量的增加,热水侧压降和工质侧压降随之增大,热水侧压降整体大于工质侧压降,且热水侧j /f 分别提高了71.6%,-18.1%,73.3%,工质侧j /f 分别提高了29.7%,-13.5%,35.9%。
关键词:蒸发器;数值模拟;气液相变;传热特性;性能评价中图分类号:TK11 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2020)01-0009-07收稿日期 2019-04-20 修订稿日期 2019-06-20基金项目:国家自然科学基金资助项目(51574179)作者简介:邱长亮(1994~),男,硕士研究生,研究方向为高效换热技术。
Numerical Study of Evaporator 's Heat Transfer Characteristics in ORC SystemQIU Chang -liang,WU Li -jun,WU Shi -feng(College of Mechanical and Energy Engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China)Abstract :Evaporator is one of the key components of Organic Rankine Cycle (ORC)system for waste heat recovery,and its heat transfer performance affects the heat transfer efficiency of the whole system.In this paper,based on the Mixture multiphase flow model in Fluent,a new type of all -welded plate heat exchanger was used as the evaporator model.By loading a user -defined function (UDF),the variation of heat transfer and flow characteristics of the evaporator were studied under different conditions of hot wa⁃ter flow rate,hot water inlet temperature and R245fa inlet flow rate.And the comprehensive heat transfer performance of evaporator was quantitatively evaluated by calculating j factor and f factor under different working conditions.The results showed that increasing the water inlet flow rate and R245fa inlet flow rate could significantly improve the heat transfer performance of the evaporator in ORC system.The pressure drops of hot water side and R245fa side increased with an increase of hot water inlet flow rate,hot water inlet temperature and R245fa inlet flow rate,the pressure drop of hot water was higher than that of work⁃ing medium.And the j /f of hot water side increased by 71.6%,-18.1%and 73.3%respectively,the j /f of working medium side increased by 29.7%,-13.5%and 35.9%respectively.Key words :evaporator;numerical simulation;gas -liquid phase transition;heat transfer characteristics;Performance evaluation·9· 随着煤炭、石油、天然气等化石能源储量的日剧减少和价格的不断攀升,以及由于能源消耗带来的环境问题,如酸雨、PM2.5和二氧化碳排放等造成的臭氧层空洞等,能源和环境问题已经成为全世界共同关注的重大问题。
orc系统中板式蒸发器传热特性的研究
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１８０４ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｒａｎｋｉｎｅ Ｃｙｃｌｅ ( ＯＲＣ) ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｗａｓｔｅ
ｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ. Ａｎｄ ｔｈｅ ｊ / ｆ ｏｆ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｓｉｄｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ７１. ６％ ꎬ － １８. １％ ａｎｄ ７３. ３％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎬ ｔｈｅ
ｊ / ｆ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｓｉｄｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２９. ７％ ꎬ － １３. ５％ ａｎｄ ３５. ９％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.
基金项目:国家自然科学基金资助长亮(１９９４ ~ ) ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为高效换热技术ꎮ
９
随着煤炭、石油、天然气等化石能源储量的日剧
他形式的管并不多ꎬ且对蒸发相变的数值模拟分析
ｔｅｒ ｆｌｏｗ ｒａｔｅꎬ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｉｎｌｅｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒ２４５ｆａ ｉｎｌｅｔ ｆｌｏｗ ｒａｔｅ. Ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ ｗａｓ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｊ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄ ｆ ｆａｃｔｏｒ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
5和二氧化碳排放等造成的臭氧层空洞等?能源和环境问题已经成为全世界共同关注的重大问题?在我国总能耗中?工业能耗占70以上?其中有50转化为不同形式的工业余热?而中低余热约占总余热量比的4050?但是我国工业余热回收率仅约3012?目前?余热回收利用技术包括热交换技术热泵技术余热制冷技术低温有机朗肯技术kalina循环发电技术3?低温有机朗肯循环技术由于热效率高?系统结构简单紧凑?使用热源广?能有效的回收低品位热能而被广泛的研究和应用47?其研究主要集中在工质的选择?系统循环性能?关键设备等研究领域?而蒸发器作为换热热备是orc系统中重要的组成部分之一?由于存在复杂的相变过程?对其换热性能的研究也备受各界关注?国内众多学者对相变传热传质进行了大量的研究?张灿灿等8以复合相变换热器在电厂锅炉烟气回收利用中的应用为背景?模拟研究了梭形和圆形板式换热器中过冷沸腾换热过程?刘振宇等9以板式冷凝器和管壳式相变蓄热单元为应用背景?通过建立vof模型进行cfd数值模拟?分析和研究了影响冷凝相变传热的各项因素?并探讨了矩形微通道内表面张力和界面剪切力对冷凝传热传质的作用?汪维伟等10选用fluent中mixture模型?对水平夹套式热虹吸管进行了数值模拟分析?研究了水平夹套式热管内部的沸腾冷凝过程?沈超等11采用fluent中的vof模型?对平行流热管内的气液两相流特性以及复杂相变传热传质的演变过程进行了模拟计算?万智华等12通过建立板翅式换热器冷箱并联管路的物理模型?模拟研究了气液两相流的流量均布特性?王为术等13数值研究了有机工质r113在竖直圆管管内降膜蒸发的换热特性?王志奇等14对水平微肋管内有机工质r245fa的沸腾换热性能进行了实验研究?并运用四种关联式对沸腾换热性能进行预测?目前?两相流动的传热和流动机理比较复杂?虽然诸多学者在理论及实验方面进行了大量的研究1517?但是受到实验条件和现有理论水平的限制?其研究也存在一定差异?导致结果具有不可预测性?尤其是在一些新型板式换热器中?特殊复杂的物理结构和气液两相间的物理化学相互作用又使得研究变得更加困难1819?此外?大多数学者研究的都是工质在圆管内的相变换热?而研究椭圆管以及其他形式的管并不多?且对蒸发相变的数值模拟分析较少?本文研究的蒸发器是一种板式全焊式换热器?结构紧凑?换热效果好?生产成本低?由于对该换热器中类椭圆通道的相变换热的研究很少?因此本文将结合工程实例?
板式蒸发式冷凝器的传热实验研究及其在空调中的应用的开题报告
板式蒸发式冷凝器的传热实验研究及其在空调中的应用的
开题报告
1.研究背景
空调是现代家庭及商业建筑中必不可少的设备之一，但是传统的空调系统往往存在耗能高、环境污染及维护复杂等问题。
因此，需要对空调系统进行改进和优化。
板式蒸发式冷凝器是一种新型的传热器件，在空调系统中具有广泛的应用前景。
2.研究目的
本研究旨在通过实验研究板式蒸发式冷凝器的传热性能，探索其在空调系统中的优化应用。
3.研究内容及方法
本研究将利用实验室内搭建的板式蒸发式冷凝器传热实验设备，对板式蒸发式冷凝器的传热性能进行研究。
具体实验内容包括：
（1）测量板式蒸发式冷凝器的传热效率和热阻；
（2）分析不同工况下板式蒸发式冷凝器的传热性能变化；
（3）对比板式蒸发式冷凝器与传统冷凝器在空调系统中的能效表现。
4.研究意义
本研究可以为空调系统的优化提供理论基础和实验依据，为更好地实现能源节约和环保提供支持。
同时，研究结果还可以为板式蒸发式冷凝器在工业领域的应用提供参考。
5.研究计划
本研究计划分为三个阶段进行：
（1）实验设备的搭建和测试程序的制定；
（2）实验数据的采集和分析，分析板式蒸发式冷凝器的传热性能和能效表现；
（3）研究结果的总结和分析，撰写论文并完成毕业设计。
板式蒸发器的工作原理
板式蒸发器的工作原理
首先，板式蒸发器的工作原理是基于物质的蒸发和冷凝过程。
当液体物质进入板式蒸发器后，通过加热，液体中的部分成分将变成蒸汽，而未蒸发的液体则继续向下流动。
在板层间隙中，蒸汽与液体发生接触和传热，使得液体中的挥发性成分蒸发出来，从而实现液体和气体的分离。
蒸汽则在板层间隙中上升，最终被冷凝器冷却成液体，从而得到所需的产品。
其次，板式蒸发器的工作原理还涉及到传热和传质的过程。
在板层间隙中，蒸汽与液体接触时，热量从蒸汽传递到液体中，使得液体蒸发。
同时，液体中的挥发性成分也会随着蒸汽一起蒸发出来，从而实现了传质的过程。
这样一来，板式蒸发器不仅可以实现液体和气体的分离，还可以实现液体中成分的分离和浓缩。
最后，板式蒸发器的工作原理还与板层间隙的结构有关。
板式蒸发器通常由多个板层叠加而成，板层间隙的宽度和高度对传热和传质过程有着重要影响。
合理的板层间隙结构可以有效地提高传热效率和传质效率，从而提高板式蒸发器的工作效果。
总的来说，板式蒸发器的工作原理是基于物质的蒸发和冷凝过程，涉及传热和传质的过程，同时也与板层间隙的结构有关。
通过合理的设计和操作，板式蒸发器可以实现液体和气体的分离，实现液体中成分的分离和浓缩，从而在化工、制药、食品等领域发挥重要作用。
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导读：本辑归纳了冷凝器传热传质的数值模拟研究，蒸发式冷凝器的特点及其应用，关于蒸 发式冷凝器布置的建议，蒸发式冷凝器技术总结，蒸发式冷凝器应用浅析，板式蒸发式冷凝 器水膜传热特性研究。
中国学术期刊文辑（2013）
目 录
一、理论篇 板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟 1 板式蒸发式冷凝器传热传质研究 9 板式蒸发式冷凝器传热性能试验研究 14 板式蒸发式冷凝器的性能实验 19 板式蒸发式冷凝器水膜传热特性研究 26 钢质管型对蒸发式冷凝器传热的影响 30 浅谈啤酒厂冷冻站蒸发式冷凝器系统的配管 36 浅析蒸发式冷凝器的应用 39 水分布对蒸发式冷凝器传热传质的影响 40 水平管蒸发式冷凝器性能研究 43 谈蒸发式冷凝器的使用 49 提高蒸发式冷凝器效率的途径 52 蒸发式冷凝器的设计计算 54 蒸发式冷凝器的设计选型及在氨制冷系统中的应用 二、发展篇 蒸发式冷凝器的使用总结 63 蒸发式冷凝器的特点及其应用 65 蒸发式冷凝器的研究进展及应用 68 蒸发式冷凝器的研究现状及其应用 70 蒸发式冷凝器盘管热浸镀锌研究进展 77 蒸发式冷凝器热质传递模型的建立与分析 81 蒸发式冷凝器替代立式冷凝器 86 蒸发式冷凝器应用总结 87 蒸发式冷凝器与换热器的性能比较 90 蒸发式冷凝器运行情况分析 93 蒸发式冷凝器在尿素装置中的应用 95 蒸发式冷凝器在啤酒生产中的应用 97 蒸发式冷凝器在啤酒生产中的应用效果 99 蒸发式冷凝器在气田的应用及改进措施 101 蒸发式冷凝器助氨基乙酸行业降耗增产 102
(1. Tsinghua University, Beijing, 100084, China; 2.Guangzhou Wide Industrial Co.,Ltd., Guangzhou, 510663, China)
Abstract Two-dimensional mathematical model of the heat and mass transfer process among refrigerant, cooling water and air in the plate evaporative condenser was established on the basis of energy and mass conservation. Distributions of cooling water temperature, air temperature and air humidity ratio are obtained. And then studies on influencing factors of plate evaporative condenser heat flux, i.e., air flow rate, cooling water spray density, air dry bulb temperature, wet bulb temperature and the condensing temperature were conducted. Simulation results were verified through experiments, and the error was less than 10%. The results showed that heat flux increased with increasing air flow rate, increasing condensing temperature and decreasing air wet bulb temperature, and is not relevant to air dry bulb temperature. With the increasing cooling water spray density, heat flux gradually increased and then kept constant. These conclusions are instructive for optimization design of plate evaporative condenser. Keywords evaporative condenser; heat and mass transfer; numerical simulation; heat exchanger
Numerical Simulation on Heat and Mass Transfer of Plate Evaporative Condenser
Dong Liyan1 Wang Baolong1 Shi Wenxing1 Li Xianting1 Li Zhiming2 Tan Dong2
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第 34卷 第 1期 2013年 2月 文章编号：0253-4339(2013)01-0010-08 doi：10.3969/j.issn. 0253-4339. 2013. 01. 010
Journal of Refrigebruary. 2013
板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟
董俐言1 王宝龙1 石文星1 李先庭1 李志明2 谭 栋2
(1 清华大学 北京 100084；2 广州市华德工业有限公司 广州 510663) 摘 要 根据能量守恒和质量守恒定律，对板式蒸发式冷凝器中制冷剂、冷却水与空气之间的传热传质过程，建立了热质 交换过程的二维数学模型，由此分析板式蒸发式冷凝器中冷却水温度、空气温度和空气含湿量等参数的分布规律，以及空 气流速、干湿球温度、冷却水喷淋密度和冷凝温度对板式蒸发式冷凝器热流密度的影响，并将模拟结果通过实验进行了验 证，两者之间的误差在10%以内。研究表明：板式蒸发式冷凝器的热流密度随进口空气流速的增加而增大，随湿球温度的 升高而减小，几乎不受进口空气干球温度的影响；热流密度随着冷却水喷淋密度的增加逐渐增大，但增大至一定量后不再 对热流密度有明显影响；冷凝温度越高，其热流密度越大。上述结论对板式蒸发式冷凝器的优化设计具有指导意义。 关键词 蒸发式冷凝器；传热传质；数值模拟；换热器 中图分类号：TK124; TB657.5 文献标识码：A