椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5879.64、3964.28及2933.05 W/m^(2),因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。

蒸发式冷凝器结垢分析与处理

蒸发式冷凝器作为一种综合了风冷式冷凝器和冷却塔的高效换热器,在节能减排领域具有良好的应用前景,但其工作过程中循环冷却水的浓缩决定了在使用时不可避免会遇到如结垢、腐蚀、微生物滋生等影响设备安全和正常运行的问题,本文通过介绍蒸发式冷凝器原理及目前限制其应用的主要难点,对比分析常见蒸发冷循环冷却水处理方式的优劣并与电化学水处理(EST)技术进行对比,结合实际项目改造数据,得出EST设备在去除结垢因子、减少蒸发式冷凝器盘管结垢、抑制腐蚀以及循环水系统杀菌灭藻方面有较好的效果,是目前值得推广的一种循环冷却水处理方式。

多台蒸发式冷凝器并联管道布置探讨

蒸发式冷凝器的安装及配管直接影响设备本身的运行状况,对整个制冷系统的效率也至关重要。本文结合实际生产情况,优化蒸发式冷凝器的进、出口连接管道的布置形式,提出多台蒸发式冷凝器并联管道的布置方案。提高制冷系统的效率,保障系统的稳定运行。

翅片管蒸发式冷凝器换热特性研究与结构优化

利用翅片管换热器可大幅增加换热面积的优点,将其与光管蒸发式冷凝器相结合,进一步的提升蒸发式冷凝器换热性能。基于VOF模型,采用Lee模型描述气液两相双向传热传质过程中的质量与能量传递,同时考虑气液剪切力的影响,建立了翅片管蒸发式冷凝器气液两相传热传质三维数值模型。模拟光管蒸发式冷凝器的冷却过程,模拟结果与试验结果吻合良好。进而模拟研究了管型、翅片间距、纵向管排、迎面风速等因素对翅片管蒸发式冷凝器换热性能的影响规律。模拟结果表明,翅片管最佳间距为5 mm,换热量比光管提高了22.1%;随着管排的增加,换热量增加幅度减小,最佳换热区域在第一排,前六排换热量占据了总换热量的82.3%;最佳间距下的最佳迎面风速为2.91 m/s。

化工装置中蒸发式冷凝器的应用

在概述蒸发式冷凝器工作原理的基础上,以某石化公司化工三厂裂解装置运行过程为例,对其丙烯冷凝系统空冷器能耗现状及突出问题进行分析,并提出将丙烯冷凝系统空冷器替换成JNZFL系列蒸发式冷凝器的改进方案;从设备负荷测定、节能降耗等方面对应用效果展开分析评价。分析结果为原空冷器和改进后蒸发式冷凝器换热能力的比较提供了依据,也为化工行业冷却系统空冷器的合理选型及结构优化提供了成功经验。

蒸发式冷凝器性能研究及强化

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点，在工业制冷等领域得到了广泛的应用。建立了蒸发式冷凝器性能测试实验平台，测试了喷淋密度和迎面风速对蒸发式冷凝器传热性能及对其制冷系统制冷性能的影响。结果表明，在喷淋密度为0．047kg/m·s，迎面风速为3．01m／s时，蒸发式冷凝器的性能达到最佳，能效比为5．0，总传热系数为425W／m^2。比较性实验表明，采用填料来提高蒸发式冷凝器的性能，在相同的操作条件下，总传热系数提高7．2％～16．9％，能效比提高0．4％～3．5％。

水分布对蒸发式冷凝器传热传质的影响

蒸发式冷凝器具有节水、节能、结构紧凑等优点而在工业制冷等领域得到了广泛的应用。在蒸发式冷凝器性能测试实验平台基础上,测试了水流参数如喷淋密度和水温对蒸发式冷凝器传热传质性能的影响。结果表明,在满足最小喷淋密度后,喷淋密度对蒸发式冷凝器传热传质性能影响很小;在稳定的操作条件下,蒸发式冷凝器水盘中的水温可以保持恒定;循环冷却水水温降低1．1-2．0℃,在相同的操作条件下,蒸发式冷凝器传热传质系数可以分别提高7．2％-16．9％和34．5％-63．4％。

蒸发式冷凝冷却设备的研究状况及其应用前景分析

对蒸发式冷凝冷却设备的特点、国内外的研究状况和国内生产应用状况进行了介绍;对应用中存在的问题进行了分析,对蒸发式冷凝冷却器的应用前景进行了展望。分析表明该节能型产品在国内应用前景广阔。

蒸发式冷凝器管外水膜传热性能实验研究

在一个单级压缩制冷循环系统中研究了蒸发式冷凝器管外水膜的传热性能。建立了蒸发式冷凝器管外水膜传热性能测试实验平台，调节不同操作参数，测试了喷淋密度和迎面风速对管外水膜传热性能的影响。结果表明，在实验条件下，管外水膜传热系数的实验值介于511．6～763．57W·m^-2·K^-1。喷淋密度从0．023kg·m^-1·s^-1增至0．059kg·m^-1·s^-1和迎面风速从2．1m·s^-1增至3．3m·s^-1，实验条件下管外水膜传热系数的平均变化率分别为增加47．3％和减少5．5％，可见，管外水膜的传热主要受喷淋密度的影响。另外，通过对实验数据回归得到了管外水膜传热系数计算关联式，回归相关系数R为0．98，标准偏差为7．5％。最后，将实验关联式和国内外学者的关联式进行比较，表明实验得出的管外水膜传热系数计算关联式具有较好的一致性。管外水膜传热性能的实验结果对蒸发式冷凝器的设计和实际应用具有一定的指导意义。

蒸发式冷凝器空调系统的性能及应用

对基于蒸发式冷凝器的空调系统进行了性能测试,发现即使在相对湿度较大的运行环境下,空调系统的性能系数(COP)仍可达3.5左右;空气湿球温度对蒸发式冷凝器的排热性能影响明显,在测试范围内,当其它控制参数不变时,湿球温度每上升1℃,排热量下降5%左右.对蒸发式冷凝器及空调系统进行了变工况条件下的性能测试,结果表明随着冷负荷的降低,系统COP和冷凝器能效比均有所下降,但采用变风量的运行控制策略,系统性能系数可提高5%以上.通过与空冷式空调系统的比较分析,表明即使在夏热冬暖地区,基于蒸发式冷凝器的空调系统仍具有较好的应用前景.

来流速度分布对蒸发式冷凝器性能的影响

在适当简化模型的基础上，采用可实现湍流动能-扩散率模型、强化壁面处理方法和速度-压力耦合的SIMPLE算法，探索了来流速度分布及其对传热传质与流阻性能的影响．结果表明：计算流体力学模拟与实验偏差不超过15％；当来流速度在1．5～4．5m／s范围内时。排热量变化率为19．3％，压降变化率为9．4％；当来流进入角在-45°～45°时，排热量变化率为15．5％，压降变化率为18．0％；合适的气流入口流速为2．4～3．3m／s．适宜方向为-15°-20°．

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

在考虑表面张力动量源项和气—液两相间传热传质源项的条件下,基于Volumeof Fluid算法,建立了板式蒸发式冷凝器气—液两相降膜流动传热传质的计算模型.利用该模型定量分析了壁面热流密度、液相进口温度和空气流速对竖直板面温度分布、气—液两相界面处潜热和显热传热热量密度的相对关系的影响.结果表明:液膜和空气内温度随壁面热流密度的增大而增大,在气—液两相界面处,温度梯度不连续;气—液两相界面处的传热形式以水蒸发传质引起的潜热传热为主、空气显热传热为辅,且传热热阻主要集中于水膜内;随空气流速的增加,气—液两相间传质量也随之增大.

蒸发式冷凝器的研究现状及其应用

介绍了不同形式的冷凝器,并比较了其特点,重点阐述了蒸发式冷凝器的原理、结构及特点,分析了蒸发式冷凝器的应用及研究状况,总结了其在应用过程中存在的问题与解决方法,并对蒸发式冷凝器的进一步发展做出了展望。

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

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。

蒸发式冷凝器管外水膜流动实验研究

研究蒸发式冷凝器传热传质性能时,涉及到管外喷淋水在管表面的分布形式和喷淋水与空气间的对流传热传质等问题。文内建立了蒸发式冷凝器管外水膜流动的可视化测试实验平台,采用高速摄像仪分析了喷嘴对管外水膜分布的影响,同时测试了时间、风量、水量、高度等参数对水膜温度分布的影响。结果表明,喷嘴B能获得更好的水膜分布效果,蒸发式冷凝器有一个最佳喷淋水量,其换热过程主要是由循环冷却水的显热换热和蒸发换热交替占主导作用构成的,在稳定操作条件下运行一段时间后水盘中的水温能保持较好的恒定。

蒸发式冷凝器管外流体流动与传热传质强化

蒸发式冷凝器是一种高效散热设备。能源危机和水环保促进了它的应用。提出了扭曲管强化管外水和空气流动及传热传质,测试了圆管、椭圆管、扭曲管等三种水平管蒸发式冷凝器的流动与传热传质性能.结果表明,扭曲管间为有序的可控制水流,分布均匀,脱落速度快,更易形成柱状流,管表面水膜厚度比现有圆管和椭圆管小;传热传质系数随冷却水喷淋密度及风速的增大而增大,但冷却水喷淋密度增大至一定值后,对传热传质系数基本没有影响;扭曲管的传热传质系数高于椭圆管、特别是圆管,总结了扭曲管传热传质系数经验式.

蒸发式冷凝器应用于房间空调器的试验研究

试验研究表明，采用蒸发式冷凝器可使房间空调器的能效比（ＥＥＲ）提高５０％～７０％。为了工程设计的实用目的，根据试验结果回归得出了αＪ、Δｐ等关系式。

蒸发式冷凝器管外水膜与空气传热性能及机理的研究

建立了蒸发式冷凝器实验平台,测试了不同喷淋密度及迎面风速对管外水膜与空气传热与阻力性能的影响,结果表明管外水膜与空气传热受迎面风速的影响较大,而受喷淋密度影响较小。得到了管外水膜与空气传热系数计算式,最大相对标准偏差为12.2%,进而分析了蒸发式冷凝器中水膜与空气的传热机理。

板式蒸发式冷凝器热工性能实验

对影响板式蒸发式冷凝器热工性能的主要因素——空气的湿球温度、冷凝温度、相对湿度做了实验研究。结果显示:冷凝温度和冷凝压力均随着入口空气湿球温度的升高而升高;入口空气相对湿度对压缩机功耗的影响与湿球温度对压缩机功耗的影响均比较大;对基于同一压缩系统的实验比较表明,在冷凝温度为38℃时,板式蒸发式冷凝器的热流密度比管式蒸发式冷凝器平均大30.5%;且在相同的冷凝温度下,入口空气湿球温度越低,板式蒸发式冷凝器的热流密度比管式蒸发式冷凝器大得越多。

蒸发式冷凝器的应用与研究

分析了蒸发式冷凝器的应用及研究现状,介绍了国内三种主要蒸发式冷凝器的特点,总结了蒸发式冷凝器使用中存在的问题并提出了解决方法,展望了蒸发式冷凝器的发展方向和应用前景。