椭圆翅片管蒸发冷却器的结构设计与性能分析

摘要

椭圆翅片管蒸发冷却器是一种直接从自然界获取冷量、不使用CFCs、无环境污染的高效节能的制冷装置。在国家大力提倡节能减排的大背景下，研究实用的椭圆翅片管蒸发冷却器的结构设计具有重要的现实意义。本文目的是通过对现有理论和试验数据的研究，提出了一种可行的椭圆翅片管蒸发冷却器结构设计，促进该技术在工程领域中的应用。本文选用的翅片管为椭圆翅片管，盘管基管为椭圆管。
　　 本文采用椭圆翅片管绕椭圆管的冷却盘管型式，提出可行的椭圆翅片管蒸发冷却器结构设计。本文提出了两种计算方法，这两种计算设计方法通过是否考虑翅片效率区分。
　　 本文选用了考虑翅片效率的计算方法作为实例设计的具体方法，在计算假设的基础上通过分析椭圆翅片管蒸发冷却器的翅片效率的求解方法及椭圆翅片管蒸发冷却器的基本传热公式，通过确定从管内流体至气液界面的总传热系数K、传质系数KY、空气侧压力损失△Ps及喷水量，然后在假定翅片效率的情况下，与求解到的翅片效率值进行比较，直至合适为止，最后确定传热面积、风机规格，并计算得到蒸发冷却器关闭喷淋时空气的入口温度，即此时只通过空冷的方式就可以将冷却盘管内的被冷却流体冷却至要求温度，这时的空气入口温度即为空气的界限温度。
　　 本文对影响影响换热器的结构参数和运行参数进行了分析，结构参数包含有：盘管尺寸、盘管截面形状、盘管管材、盘管布置形式等；运行参数包含有风量、喷淋水量、管内冷却工质流量等，通过分析各影响因素对椭圆翅片管蒸发冷却器的性能影响，选择合适的结构参数、运行参数提供了参考。
　　 本课题在热湿交换理论的基础上，通过合理假设，建立数学模型，依据具体例子设计出喷雾式蒸发冷却器，并得到界限温度，同时也得到了各种影响因素(包括蒸发冷却器的结构参数、运行参数)对蒸发冷却器冷却性能的影响规律。为生产厂家和用户在设备选型和参数的选择，提供了有意义的参考。