【摘 要】
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能源是保障国民经济稳定发展,民生社会长治久安的重要基础,在双碳目标下,我国将建立以绿色高效的能源为主要发展目标的新能源体系。随着制冷空调产业在经济社会发展中占据的地位越来越重,降低制冷设备能耗已经成为刻不容缓的问题。本文对蒸发式冷凝器近年来国内外发展进行了总结,并依据相关传热知识,简化传热传质模型,建立了蒸发式冷凝器的传热传质数学模型。搭建了空气辅助式喷嘴冷却传统蒸发式冷凝器实验台,研究了风机吸风
【基金项目】
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国家重点研发计划（NO.2020YFD1100305）
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能源是保障国民经济稳定发展,民生社会长治久安的重要基础,在双碳目标下,我国将建立以绿色高效的能源为主要发展目标的新能源体系。随着制冷空调产业在经济社会发展中占据的地位越来越重,降低制冷设备能耗已经成为刻不容缓的问题。本文对蒸发式冷凝器近年来国内外发展进行了总结,并依据相关传热知识,简化传热传质模型,建立了蒸发式冷凝器的传热传质数学模型。搭建了空气辅助式喷嘴冷却传统蒸发式冷凝器实验台,研究了风机吸风量,喷雾辅助空气压力,喷雾水流量等参数对系统整体和不同部位的盘管的传热传质性能的影响,得出以下结论:（1）、随着风机吸风量的增大,蒸发式冷凝器传热传质性能呈增大的趋势。当风机吸风量从208m~3/h变化至264m~3/h时,系统总换热系数增加率由18%增大到23%。单个排管的换热系数与系统总换热系数趋势一致。当风机吸风量一定时,位于换热空间最上部的第1排排管换热系数最大,位于最底部的第41排排管换热系数最小。（2）、系统传热传质性能随着喷雾辅助空气压力的增加而增大。随着喷雾辅助空气压力的增大,雾滴粒径逐渐降低,蒸发速率加快。当喷雾辅助空气压力增大至0.4MPa时,总传热系数增加率由20%降低至5%。当喷雾辅助空气压力一定时换热空间内第1排换热系数最大,第41排换热系数最小。（3）、随着喷雾水流量增大,系统传热传质性能先增大后趋于平缓。当喷雾水流量增加至32L/h后,系统性能达到一个稳定值,此时系统换热系数为0.64 k W/（m~2~2K）,系统传质系数为0.62kg/（m~2~2s）。采用ANSYS建立了喷雾冷却冷凝器的三维模型,利用其Fluent模块对换热器内温度分布,水的质量分布和速度分布等进行模拟研究,结论如下:（1）、当喷雾流量一定时,平面喷嘴冷却温度均匀性和水的质量分数分布均匀性优于单喷嘴。通过对比发现旁通路径对于单喷嘴喷雾影响较大,基本不影响平面喷嘴的喷雾路径。（2）、当单个喷嘴流量增大,温度均匀性增强,水的质量分布也更加均匀。当增加喷嘴增大喷雾流量时,温度均匀性相较于单喷嘴更佳,水的质量分数分布能够覆盖大部分换热空间。平面喷嘴喷雾流量增加时,冷却能力显著提升,水的质量分数分布均匀性也明显增大,旁通路径对于速度的影响也降低了。
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