基于两相流EWF模型蒸发式空冷器数值模拟

建立了8排蒸发式空冷器管束三维模型,在恒壁温边界条件下,在管束表面施加质量源项模拟喷淋液膜,采用Eulerian Wall Film (EWF)模型与Mixture Species Transport模型耦合来研究蒸发式空冷液膜与空气间热质传递。数值模拟得到的空气出口温度、含湿量的数据与试验数据的误差分别为-0.67%～-0.98%、-4.95%～2.29%。比较了不同喷淋流量下管束表面液膜质量分布,小喷淋流量下液膜主要分布在管壁下半部分,随着喷淋水流量增加,管壁液膜分布趋于均匀,管排水膜温度由上至下先增加后减小。由于空气在管束背风面的流速较低,形成较高含湿量与温度三角区域。数值模拟得到的水膜与空气间的传质系数比试验值小,误差为-8.00%～-9.30%。揭示了蒸发式空冷器热质传递机理,为蒸发式空冷器设计改造提供了理论基础。

蒸发式空冷器热质传递实验及计算模拟研究

为分析空冷器传热传质性能,搭建工业用8排圆管管束中型蒸发冷却实验台对其进行实验和模拟研究。分别利用Poppe和Merkel类似假设建立控制方程对空冷器热质传递性能进行模拟。为保证模拟精度,依据实验数据拟合了蒸发空冷器传热传质经验公式。采用分段计算法在Matlab平台编写模拟计算求解程序。Poppe法和Merkel法模拟计算所得管内工质出口温度、空气出口焓值和喷淋水温与实验对比一致性较好,均可用于空冷器不同工况下换热性能预测。管束30分段已满足计算精度要求,模拟所得各参数分布可为空冷器进一步分析提供依据。相比Merkel法,Poppe法计算所得的空气出口焓值及喷淋水温误差更小,但需要更长的计算时间。

蒸发式空冷器低密度翅片管束干工况换热及阻力特性

建立了工业用8排翅片管束空冷实验装置,讨论了翅片管干式空冷代替光管湿式空冷的可行性,研究低进口风温、风量对翅片管干式空冷换热的影响。实验结果表明:低进口风温下,翅片管干式空冷可用来代替光管湿式空冷换热,降低进口风温能有效强化翅片管干式空冷换热,其换热能力亦随着配风量的增加而提高。实验中翅片管管外换热系数和管束压降实验值与国外关联式计算结果有差别,拟合给出本实验翅片管管外传热关联式及管束压降关联式,为工业应用设计提供依据。