蒸发式空冷器换热性能的优化
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蒸发式冷凝器加强传热机理
蒸发式冷凝器的加强传热机制有以下几种:
1.传热面积的提高:提高传热面积是实现以最低的能量消耗传递最多能量的关键。
蒸发式冷凝器可以采用嵌有小孔的无极调节叶片来提高传热面积;
2.加工工艺改善:如采用真空处理技术或喷射技术,可大大提高传热效率;
3.流体分布和混合:适当设计流体阵列、混合段和完善运动场,可以有效地均衡性能;
4.空气流体通道的改进:增大通道尺寸,减小通道压降,提高通道扭矩,从而改善冷凝器的效果;
5.利用余热:把余热转化为可再利用的冷却能量,从而降低能耗。
板式间接蒸发冷却器的优化设计板式间接蒸发冷却器是一种广泛应用于化工、制药、食品等各个行业的技术装备。
它的主要原理是利用管式换热器将加热后的水汽与冷却水进行对流换热,使水汽凝结成液态水,然后通过分离装置将凝结后的水与废气分离,从而达到降低水蒸汽浓度的目的。
本文将着重讨论板式间接蒸发冷却器的优化设计。
首先,对于板式间接蒸发冷却器的优化设计,我们应该从哪些方面进行考虑呢?答案是多方面的。
首先,是优化换热管的结构和布局。
对于板式间接蒸发冷却器而言,换热管的数量、间距、直径等因素都将对其换热效率产生影响。
因此,在设计时应该根据具体工况考虑这些因素,选择合适的结构和布局,从而实现最优化的换热效果。
其次,是考虑整体的设计和制造工艺。
在板式间接蒸发冷却器的设计和制造过程中,需要从多个角度来考虑设备的安全性、可靠性、易维护性等方面的问题。
比如,应该采用先进的工艺和材料,保证板式间接蒸发冷却器在高温、高压和强腐蚀环境下的稳定性能;同时,还应该考虑到设备的运行和维护方便性,便于后期的检修和维护。
最后,还需要注重对板式间接蒸发冷却器的优化控制和管理。
在设备的使用过程中,需要根据实际情况对其进行严密的控制和管理,从而保证设备的正常运行和生产效率的最大化。
比如,应该配备先进的自动化控制系统,实时监测板式间接蒸发冷却器的运行情况,掌握设备的运行状态和故障信息,及时进行维护和更换。
需要特别说明的是,虽然板式间接蒸发冷却器是一种成熟的技术装备,但是在实际应用过程中仍然存在许多需要优化的问题。
因此,我们需要根据实际的需求和应用工况对板式间接蒸发冷却器进行不断地优化和改进,以便更好地满足生产和生命安全的需求。
综上所述,板式间接蒸发冷却器的优化设计虽然涉及到多个方面,但是其核心问题是在保证设备稳定性和安全性的同时,实现最优化的换热效果和节能减排的效果。
只有通过不断创新和不断优化,才能使得板式间接蒸发冷却器真正成为一种高效、节能、安全的技术装备。
提高三效蒸发器能效比的几种方法导言蒸发器是燃烧器的重要组成部分,它能将燃料提供给燃烧器,并将产生的热量转移给加热的流体。
三效蒸发器是目前广泛应用于工业和商业领域的蒸发器之一,其设计使其比其他类型的蒸发器更加高效。
然而,在实际应用中,三效蒸发器的能效比并不总是尽如人意。
本文将介绍几种提高三效蒸发器能效比的方法。
1. 提高冷却水流量三效蒸发器的冷却水流量是影响其能效比的一个重要因素。
在实际运行中,当冷却水流量增加时,三效蒸发器的能效比也 increases。
因此,适当增加冷却水的流量,可以显著提高三效蒸发器的能效比。
然而,需要注意的是,增加冷却水的流量会增加水的处理成本以及设备的运行成本。
因此,在增加冷却水流量时,还需要综合考虑成本和收益,确定合理的流量范围。
2. 适当增加蒸发压力三效蒸发器的蒸发压力也是影响其能效比的一个重要因素。
增加蒸发压力可以提高蒸发器的能效比。
实现这一点的方法是通过增加冷却水的流量,以稳定蒸发压力,并达到蒸发器的最佳工作状态。
然而,蒸发压力的增加也会导致设备运行成本的增加。
因此,在增加蒸发压力时,还需要综合考虑成本和收益,确定合理的压力范围。
3. 优化蒸发器结构三效蒸发器的结构也是影响其能效比的因素之一。
蒸发器结构的优化可以使设备运行更加高效,从而提高能效比。
例如,使用更大的蒸发器可以增加其表面积和蒸发器的受热面积,进而提高其能效比。
同时,提高流体的速度和温度也可以增加流体与蒸发器之间的换热效率。
最后,使用更高效的制冷剂可以在更短的时间内完成蒸发和冷却的工作,从而提高三效蒸发器的能效比。
结论通过本文论述的三种方法可以明显提高三效蒸发器的能效比。
然而,在实际应用中,这些方法的应用可能受到许多限制。
因此,应该根据具体条件,结合实际情况,确定最佳的操作方法,以实现最大的能源利用效率。
典型地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化随着地区经济的发展,服务设施的数量在不断增加,空调已成为每个家庭的必备品。
空调的最主要功能是通过制冷或冷却的方式降低室内温度以达到舒适的气候条件。
在介质冷却系统结构中,管式间接蒸发空气冷却器要求比较高的性能。
由于现有研究得到的反馈消极,关于管式间接蒸发空气冷却器的研究一直比较少。
为了解决这个问题,研究人员首先从设计阶段开始,对管式间接蒸发空气冷却器的参数以及冷凝器与蒸发器的试验参数进行了分析。
然后针对不同地区,对冷却器的结构进行了优化,使用更加高效的传热材料和新型节能冷凝器,大大提高了冷却器的效率。
此外,还采用了新型节能型蒸发器,提高了冷却器的冷凝效率,减少了冷凝器的能量消耗。
其次,研究人员还对管式间接蒸发空气冷却器的温度分布和结构参数进行了分析,对冷却器中的冷却流体的流动和传热参数进行了模拟,并通过实际实验进行了验证。
利用现代模型计算方法,研究人员估算了冷却器的间接蒸发效率,并指出优化管式间接蒸发空气冷却器时应考虑的主要参数。
最后,研究人员对管式间接蒸发空气冷却器的性能有了一定的改善,并通过使用更新冷凝器和蒸发器、高效热传输介质和传热结构设计等措施,实现了既有成本又有效率综合优化。
从以上研究可以看出,管式间接蒸发空气冷却器的性能可以通过优化结构和组件来改进,通过改进结构及更新组件,实现性能和成本的综合优化,使其能够更好的满足各种地区的制冷要求。
考虑到空调的重要性,我们必须加强对管式间接蒸发空气冷却器的研究,不断改进冷却器的效率和性能,实现更高质量和效率综合交付。
总结,管式间接蒸发空气冷却器在地区制冷系统中具有重要作用,其结构和组件的优化是提高冷却器性能的关键。
研究人员通过从结构优化、材料更换和流体模拟等方面对管式间接蒸发空气冷却器的性能进行了研究,它的性能的改善有助于满足客户的重要制冷要求,为地区环境造福。
直接蒸发式空气冷却器设计的优化摘要:本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析,采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考。
关键词:接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质摘要:本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析,采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考。
关键词:接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。
本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考。
1 直接蒸发式空气冷却器的结构空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。
氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。
铜管直径由至,铝片厚。
在以上工作的蒸发器翅片节距在之间,并采用整套片式。
空调用空冷器由于传热系数高,因而排数少,一般不超过6排。
2 直接蒸发式空气冷却器的传热过程空冷器中的传热过程包括:管内制冷剂的流动沸腾换热;通过金属壁、垢层的导热过程;管外空气的放热过程(对流换热)。
2.1 制冷剂侧的换热制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法,即按照干度来分段计算。
每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献 [2]推荐的公式计算。
2.2 空气横向掠过肋管管束时的换热空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。
这里就不做重复了。
2.3 通过管壁与垢层的附加热阻管壁热阻为(),对于铜管,由于其导热系数很高,该项热阻可以不计。
但对于钢管则应予以考虑,本论文的想象程序中取为。
油膜热阻的考虑,若为氟里昂制冷剂,一般控制含油浓度,想象时可以不考虑。
直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻,计算时一般取0.0003~0.0001 。
3 采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤在这里,我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤:1)输入已知蒸发器入口制冷剂参数,蒸发压力或蒸发温度,并求入口焓;2)输入结构参数及物性参数:结构参数中需给出基管外径,壁厚,肋片厚度,肋片节距,排列方式,管中心距;物性参数中需给出空气的导热系数,动力粘性系数,密度,比热,空气的进口状态参数,空气的出口状态参数和冷却空气量,并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数;3)计算空气侧换热系数,初步确定沿气流方向的管子排深数;4)确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数;5)根据干度分段,,分为段;6)计算局部微元段换热量;7)假设局部微元段长度,可求局部微元面积;8)局部微元段热流密度(以管内表面积为基准),是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量;9)调用制冷剂侧换热系数计算程序,算;10)计算局部传热系数(以管内表面积为基准)其中为肋化系数,为空气侧垢阻,为空气侧的当量换热系数;11)计算局部微元段热流密度;12)与比较,调整;13)计算该干度段的压降,下一干度段的压力为,返回6),进行下一干度段的计算;14)每个通路肋管总长;15)计算蒸发器的长宽高。
椭圆管蒸发冷却器的性能研究与优化设计的开题报告
一、选题背景及研究意义
椭圆管蒸发冷却器是一种新型的换热器,其具有高效、节能、安全等优点。
它主要应用于电子设备、空调系统、冷却塔等领域。
然而,目前在其性能研究与优化设计方面,尚存在一定的不足。
因此,本研究旨在探究椭圆管蒸发冷却器的性能特点和影响因素,进而对其进行优化设计,提高其热传导效率和节能性能,具有较为重要的研究意义。
二、研究内容和方法
1.性能特点的研究。
通过文献调研和数值模拟方法,分析椭圆管蒸发冷却器的热传导特点、水膜形态及稳定性等相关性能特点。
2.影响因素的分析。
在性能特点的基础上,探究椭圆管蒸发冷却器的受热面积、入口速度、压力、温度差等因素对其性能的影响机理和程度。
3.优化设计的研究。
基于上述研究成果,提出一种优化设计方案,采用计算机辅助设计方法,结合实验数据和数值模拟结果,对椭圆管蒸发冷却器进行设计和优化,提高其热传导效率和节能性能。
三、预期研究成果
通过本次研究,期望可以探究出椭圆管蒸发冷却器的性能特点和影响因素,更深入地认识该换热器的工作原理和热传导机制,为其后续的工程应用提供理论支持和技术指导。
同时,期望能够提出一种优化方案,将其热传导效率和节能性能提高到更高的水平,具有较为实际的工程应用价值。
性能优化的地区管式间接蒸发空气冷却器一、引言地区管式间接蒸发空气冷却器是一种常见的冷却设备,它以蒸发空气冷却的方式将空气冷却到低温,从而实现空调和空气处理的目的。
地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化是一项重要的工作,它可以提高空调和空气处理设备的效率,降低操作成本,提高系统的可靠性。
二、地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化1、提高冷却效率地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化的首要任务是提高冷却效率。
通过改善系统的设计,如提高冷凝器的散热面积和优化系统的结构,可以提高冷却效率。
此外,还可以采用新型的冷凝材料和新型的冷凝器,以提高空调和空气处理设备的效率。
2、减少系统损失地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化还包括减少系统损失。
可以采取措施,如改善系统的结构,提高系统的效率,减少系统损失。
此外,还可以通过改进系统的控制方式,采用新型的气体膨胀器,以降低系统损失。
3、优化系统结构地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化还包括优化系统结构。
可以采取措施,如优化系统的结构,提高系统的稳定性,减少系统的噪声,提高系统的可靠性。
此外,还可以采用新型的结构设计,改进系统的控制方式,以提高系统的效率。
三、实例为了提高地区管式间接蒸发空气冷却器的性能,我们可以以安徽省某工厂为例,该工厂采用了一种新型的地区管式间接蒸发空气冷却器,该冷却器采用了新型的冷凝材料和新型的冷凝器,改善了系统的结构,提高了冷凝器的散热面积,优化了系统的控制方式,并采用了新型的气体膨胀器,降低了系统损失,提高了系统的可靠性。
四、结论地区管式间接蒸发空气冷却器的性能优化是一项重要的工作,它可以提高空调和空气处理设备的效率,降低操作成本,提高系统的可靠性。
通过改善系统的设计,采用新型的冷凝材料和新型的冷凝器,改进系统的控制方式,优化系统的结构,采用新型的气体膨胀器等措施,可以有效地提高地区管式间接蒸发空气冷却器的性能。
直接蒸发式空气冷却器设计的优化摘要:本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析,采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考。
关键词:接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。
本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能,为制冷系统的优化提供参考。
1直接蒸发式空气冷却器的结构空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。
氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。
铜管直径由至,铝片厚。
在以上工作的蒸发器翅片节距在之间,并采用整套片式。
空调用空冷器由于传热系数高,因而排数少,一般不超过6排。
2直接蒸发式空气冷却器的传热过程空冷器中的传热过程包括:管内制冷剂的流动沸腾换热;通过金属壁、垢层的导热过程;管外空气的放热过程(对流换热)。
2.1制冷剂侧的换热制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法,即按照干度来分段计算。
每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献[2]推荐的公式计算。
2.2空气横向掠过肋管管束时的换热空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。
这里就不做重复了。
2.3通过管壁与垢层的附加热阻管壁热阻为(),对于铜管,由于其导热系数很高,该项热阻可以不计。
但对于钢管则应予以考虑,本论文的设计程序中取为。
油膜热阻的考虑,若为氟里昂制冷剂,一般控制含油浓度,设计时可以不考虑。
直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻,计算时一般取0.0003~0.0001。
3采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤在这里,我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤:1)输入已知蒸发器入口制冷剂参数,蒸发压力或蒸发温度,并求入口焓;2)输入结构参数及物性参数:结构参数中需给出基管外径,壁厚,肋片厚度,肋片节距,排列方式,管中心距;物性参数中需给出空气的导热系数,动力粘性系数,密度,比热,空气的进口状态参数,空气的出口状态参数和冷却空气量,并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数;3)计算空气侧换热系数,初步确定沿气流方向的管子排深数;4)确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数;5)根据干度分段,,分为段;6)计算局部微元段换热量;7)假设局部微元段长度,可求局部微元面积;8)局部微元段热流密度(以管内表面积为基准),是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量;9)调用制冷剂侧换热系数计算程序,算;10)计算局部传热系数(以管内表面积为基准)其中为肋化系数,为空气侧垢阻,为空气侧的当量换热系数;11)计算局部微元段热流密度;12)与比较,调整;13)计算该干度段的压降,下一干度段的压力为,返回6),进行下一干度段的计算;14)每个通路肋管总长;15)计算蒸发器的长宽高。
蒸发式冷凝器运行工况分析及改进建议摘要:本文结合蒸发式冷凝器在运行过程中存在的优缺点进行系统分析,针对设备结垢给出了合理的解释和防治措施,就冬季运行中的结冰问题提出了解决思路,同时对使用风冷、水冷给出合理的运行参数,有助于提高现场管理的合理化和经济性,实现了节能降耗。
关键词:蒸发式冷凝器水冷风冷1、蒸发式冷凝器简介苏里格第二天然气处理厂丙烷制冷系统采用的冷凝器是益美高(上海)制冷设备有限公司生产的A TC-642B型蒸发式冷凝器。
它是以水和空气作为冷却介质,利用部分冷却水的蒸发带走气体制冷剂冷凝过程所放出的热量。
由箱体、喷淋水装置、蛇型冷凝盘管、散热片填料、挡水板、集水盘、循环水泵、轴流通风机组成,主要作用给丙烷循环系统冷却降温。
在实际运行过程中蒸发式冷凝器的换热功率还直接控制着丙烷压缩机的排气压力,对丙烷制冷系统的正常运行有着重要的影响。
2、蒸发式冷凝器在应用过程中凸显出来的的优点1)冷凝效果好该厂选用的ATC-642B型蒸发式冷凝器采用了Thermal-Pak特有的盘管设计,在盘管内外空气与制冷剂逆向流动,提高了传热效率,特殊的盘管设计减小了通过机组的空气压降,同时,更大的盘管表面积增加了它的传热能力,提高了传热效率,从而能够达到比淋水式和干冷式风机更好的冷凝效果。
2)节水蒸发式冷凝器充分利用水的汽化潜热,这与风冷式冷凝器和水冷式冷凝器利用显热来吸收制冷剂的热量完全不同,比淋水式冷凝器更能充分利用水的蒸发潜热。
风冷式冷凝器虽然不用水源,但需要消耗更多的冷凝功耗。
3)节能环保丙烷循环系统采用蒸发式冷凝器,因其具有节水和良好的冷凝效果,并且配以大面积换热器(预冷换热器)的应用,根据小温降产生大温降机理,当循环系统达到热平衡状态后,系统电能耗量大幅减少,综合分析该系统有效的达到了节能降耗的目的。
3、蒸发式冷凝器在应用过程中出现的问题3.1设备结垢问题3.2设备结垢严重影响运行效率蒸发式冷凝器直接采用新鲜水作为蒸发介质,水中含有较多矿物质,此外长期运行中底部水箱受到由进风口带来的赃物污染,水质得不到保证,水在换热管上不断蒸发,杂质逐渐沉淀在换热管表面,使换热管表面结垢,大大降低了换热效果,增加了设备能耗。
制冷系统中的换热性能分析与优化近年来,随着空调市场的不断升温,人们对制冷系统的要求也越来越高,其中,换热性能是制冷系统中非常重要的一个指标。
本文将从实际应用角度出发,对制冷系统中的换热性能进行分析与优化。
一、制冷系统的换热原理制冷系统中的换热原理主要有两种,一种是蒸发换热,另一种是冷凝换热。
蒸发换热:制冷系统中的蒸发器是将液态制冷剂通过过滤器、节流装置后,喷洒至蒸发器中,制冷剂吸收空气的热量,从而从液态变为气态,完成换热过程。
此时,液态制冷剂温度下降,蒸发器的温度也随之下降,从而达到制冷的效果。
冷凝换热:制冷系统中的冷凝器是将高温高压的气态制冷剂通过管道,在冷凝器中与冷却水或冷却空气进行换热,使气态制冷剂由气态变为液态,逐渐失去热量。
此时,液态制冷剂温度升高,冷凝器的温度也随之升高。
二、制冷系统中的换热性能换热性能主要包括热传导系数、传热面积、温度差等。
要提高换热性能,需要从这几个方面入手:1. 提高热传导系数热传导系数是指换热介质在单位时间内通过单位面积的热量。
提高热传导系数可以采用增加换热介质流速、改善流态等措施。
例如,在蒸发器中,增加蒸发剂流速可以提高热传导系数,从而提高效率;在冷凝器中,可以采用增加通道数、加装集流管等方式提高热传导系数。
2. 扩大传热面积传热面积对换热效率也有很大的影响。
扩大换热表面积可以增加传热效率。
例如,在蒸发器中,可以采用增加换热管数量、加装扰流片等方式扩大传热面积。
3. 降低温度差温度差越大,传热效率就越低。
因此,在设计制冷系统时,要尽量减小进出口温差。
例如,在冷凝器中,采用了水冷方式,可以选择水源温度更低的区域,减小冷却水的进出口温差。
三、制冷系统中的换热性能优化1. 合理选择制冷剂制冷剂的热特性是影响换热的一个重要因素。
应该选择热传导系数大、比热容小、在工作温度下处于气态或液态的物质作为制冷剂。
2. 采用高效换热器高效的换热器可以显著提高制冷系统的换热性能。
蒸发式空冷器换热性能的优化
作者:段瑞娇
来源:《中国新技术新产品》2018年第24期
摘要:蒸发式空冷器由循环水泵、风机、换热盘管等部分构成,属于内部相互关联的复杂系统,及时进行蒸发式空冷器换热性能的优化具有较高重要价值。
该文基于传统蒸发空冷器结构,结合传热传质原理等进行了探讨,从3种结构优化的角度出发进行改造设计,旨在提高空冷器的换热性能。
同时改造后设备操作方便、噪声降低,具有良好的发展前景。
新型高效节能产品具有更高的经济效益、社会效益和环境效益。
关键词:换热温差;蒸发式空冷器;换热性能
中图分类号:TQ051 文献标志码:A
1 蒸发式空冷器概述
蒸发式空冷器将空气冷却器和管式喷淋水冷却器融为一体,借助盘管外端水膜和其表面的对流空气实现换热,对流空气可快速带走水膜中热量,属于汽化放热过程,保证管外传热满足预期要求,提高了其传热效率。
空冷器从结构方面出发,具有操作稳定、节水节能的优势,当下国家大力推广绿色节能项目的开发,因此蒸发空冷器的发展前景十分广阔,为此,及时加强高性能空冷器的研发具有重要的价值,具有良好的節能降耗效果,同时可为新设备的研发提供一定参考价值。
图1为复合型高效蒸发空冷器的结构图,其工作原理为:借助循环水泵将冷却水运送至喷水装置,喷洒后液体在惯性作用下会从最高点下落,液体和喷淋设备内部填料充分接触后便可在填料表面形成水膜。
重力作用下水膜会流向蒸发盘管外表面,在管子外表面形成的水膜吸收热量并最终流向回收水槽,完成整个循环。
该过程中,风机作用下会增加管子表面迎面风速。
冷却水在管壁位置发生蒸发,将管内高温冷凝冷却介质的热量带走,同时与管外向上流动的空气发生对流换热。
考虑到水汽化潜热较高,蒸发盘管外表面的蒸发换热会具有较高的换热效率。
波纹填料作用下,空气和冷却水的接触面积增加,盘管外表面液膜稳定得到明显下降,从而实现换热过程。
蒸发结构中捕雾器可降低冷却水的损失,水雾也会降低干冷管翅片和相邻设备的腐蚀程度。
换热过程中,室外空气先和蒸发管下排翅片管接触,受表面水膜传热作用后,湿度增加、温度下降,换热环节中对应温差较高,具有显著的换热效果,吸收换热盘管和冷却水的热量一般会从出风口排出。
2 优化换热性能的措施分析
2.1 基本原理
该文针对蒸发式空冷器换热性能进行优化,将传热效果作为目标函数,介质流速、环境温度、喷水密度等看作变量。
结合热力学第二定律,对蒸发式空冷换热器进行换热性能的分析,将冷却水、介质间的传热传质看作一个可逆的熵增过程。
考虑到热量、阻力属于不同的物性表达形式,因此可借助熵产过程来进行能量比对。
借助熵增分析将温差、压力差有效联系起来,实现对蒸发式空冷器换热效果、评价指标的合理分析,这是空冷器换热性能优化环节中的重大突破。
2.2 结构优化方案
为了提高蒸发空冷器的换热性能,需要从管内冷凝介质和关外冷却水、空气的温差方面进行分析,一般被冷却介质的入口温度不会发生变化,因此从优化角度出发来降低冷却水和空气的温度。
具体结构优化方法分析如下。
首先,喷淋装置优化。
传统蒸发空冷器中一般采用单排喷嘴进行处理,且逆喷效果高于顺喷;如果采用两排喷嘴进行处理,对喷效果更优,原因在于两排对喷时,喷淋冷却水可更均匀
地将水膜覆盖在盘管段。
该文针对喷嘴方向进行了优化处理,所有喷嘴采用上喷处理。
冷却水从喷嘴喷出后,在重力作用下会更加均匀地覆盖在填料处,部分水受风量运动影响,可能会向上运动,与捕雾器接触后会汇聚成液滴,随后在重力作用下还会落回填料处。
该喷水模式下,喷淋水和填料的冲击作用会有所降低,同时冷却水和填料相互作用的噪声降低,下部填料的存在可降低上喷模式下冷却水不能全面覆盖的问题。
一般状况下,冷却水的污垢杂质等主要囤积在喷淋管底部,上喷模式下喷嘴阻塞概率降低,必要时可在喷淋管末端设置一个排污阀,定期对喷淋管进行清污处理可提高设备运行通畅性。
此外,上喷处理模式下,喷出液滴在惯性力、空气流通作用下,其轨迹类似于抛物线状,与下喷相比,可显著增加液滴和空气流接触时长。
此时液体周边蒸汽分压会高于空气内部的蒸汽分压,一定程度上会增加液体蒸发速度,后期换热中温差会进一步增加,从换热角度出发,热交换效果大幅提高。
其次,填料增膜改进。
填料可借助低阻力、耐腐蚀的GLASdek材料,主要成分是树脂浸泡后的玻璃纤维。
改造后在喷淋段和蒸发段增设填料处理,冷却介质喷出后依次经过填料、盘管,在填料表面的水介质和流通空气发生换热传递,设置填料后可显著增加气液接触面积,对冷却水进行降温处理的效率更高,为后续与蒸发管的换热操作提供了差距更大的温差,换热效果大幅提升。
与有机填料、金属填料相比,无机填料吸水效果更好、阻力更低、热工稳定性大幅提高。
借助无机填料可显著提高空气和水的接触面积,此时冷却水增发量显著增加、温度降幅较高,对后续换热温差会提供更优效果,一定程度上增加了盘管的换热效率。
再者,蒸发管段的优化。
蒸发管的换热处理中,可借助总传热系数K来表征其换热过程。
当换热量Q在一定的条件下,为了降低换热面积,必须增加设备的换热效果,即K。
对于同一类型的蒸发空冷设备,相同流动状况下K不会发生明显改变,为此需要从结构设计方面进行优化来提高对数温差△tm。
相关影响要素中:介质进出口温度是工艺参数决定,不可更改,为此可降低空气入口温度来增加对数温差。
结合空气焓湿图分析可以看出相对湿度大、焓值一定的状况下,空气温度较低,为了进一步提高空气湿度,可借助低翅椭圆管来代替盘管下部的光管,增加水汽换热面积。
这种形势下,冷却水会大量附着在翅片管的外表面处,降低了对气流的负面影响,空气和液滴“吹伞”现象形成的风阻也会明显下降,此时风量需求比降低,可降低风机功耗,节能作用明显。
3 结语
结合蒸发式空冷器的结构和换热原理进行分析后,对相关部分进行了全面优化,效果十分显著。
改变喷水方向可显著降低噪声、合理布置无机填料可明显降低循环冷却时的温度,从而实现增加换热温差的效果;将蒸发盘管的下部光管替换为翅片管,可降低空气入口温度,提高换热效率。
整个设备的风阻更小、节能效果突出,新型蒸发空冷器的现实意义十分突出。
参考文献
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