两侧旋转布水间接蒸发冷却器关键参数实验研究

摘要

由于地铁沿线都是城市繁华区域和主干道，很难在地铁站外地面上找到既与周边环境协调，又满足地铁站空调系统冷却塔安装环境的安装位置，因此，研究一种换热效率高、适于地铁等地下建筑的专用冷却器来替代目前常用的冷却塔，具有重要的工程应用价值。本文在两侧旋转布水间接蒸发冷却器理论研究的基础上，开发了机械传动装置以实现换热器两侧旋转布水，并搭建了两侧旋转布水间接蒸发冷却器性能测试实验台，研究了各参数对其性能的影响，为地铁专用冷却器的开发提供依据。
　　通过实验研究喷嘴与换热器间距、双组换热盘管间距、单双侧旋转布水对换热器性能的影响，以及设计正交实验，研究换热器分别为单组、双组时，在三种布置方式下，喷水量、转速、空气温度、管内冷却水流量、冷却水进口温度等因素对换热器传热传质性能的影响，实验结果表明:
　　(1)换热器两侧旋转布水时与单侧相比，换热器垂直气流布置时换热量提高了30.8％，平行气流布置时提高了20％。同时，在上述两种布置方式下，喷嘴到换热器间距、双组换热盘管间距对其性能影响较小。
　　(2)单组换热器垂直气流布置时，空气速度由2.5m/s增至3m/s时，换热量先增加至0.602kw/m2(即空气速度为2.75m/s)后保持不变，冷却水流量由400L/h增至600L/h时，换热量先减少至0.595kw/m2（即冷却水流量为500L/h）后不变;双组换热器垂直气流布置时，随着布水装置转速、冷却水流量的增大，换热量呈现先减少后增加的趋势，同时还表明，双组布置时的换热量与单组布置时相比增加了1.96％。
　　(3)单组、双组换热器平行气流布置时，双组换热器时的冷却水流量的增大使换热量呈现先减少后增加的趋势，且双组换热器的换热性能比单组布置时提高了17.4％。
　　(4)单组换热器中心开孔正对气流布置时，转速由50r/min增至100r/min时，换热量呈现先减少后增加趋势;双组布置时，转速的增加使换热量先增加至0.991 kw/m2后减少，即存在最佳转速76r/min。单组换热器布置时的换热量比双组时提高了16.67％。
　　(5)在不同布置方式下各因素对换热器性能影响的主次顺序各不相同，同时，三种布置方式中，换热器中心开孔正对气流布置时换热器换热性能最佳。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 蒸发式冷却器研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 本课题来源及主要研究内容

1．4 本章小结

第二章 两侧旋转布水间接蒸发冷却器强化传热传质分析

2．1 传热传质理论基础

2．2 换热器管外侧传热传质系数研究

2．2．1 换热管外壁与管外水膜的对流换热系数

2．2．2 换热管管外水膜与空气的传质系数

2．3 两侧旋转布水强化传热传质分析

2．4 两侧旋转布水间接蒸发冷却器换热性能关键参数

2．5 本章小结

第三章 两侧旋转布水间接蒸发冷却器换热性能实验方案与实验系统

3．1 实验目的

3．2 实验方案

3．2．1 实验方案设计

3．2．2 实验参数选取

3．2．3 实验内容

3．3 实验系统

3．4 测量及控制系统

3．5 实验数据处理依据

3．6 本章小结

第四章 蒸发式冷却器布水方式实验研究

4．1 换热器立管垂直气流布置布水方式实验研究

4．1．1 喷嘴与换热器间距对换热量的影响

4．1．2 两组换热盘管间距对换热量的影响

4．1．3 喷嘴单双侧布置换热性能研究

4．2 换热器水平管平行气流布置布水方式实验研究

4．2．1 喷嘴与换热器间距对换热量的影响

4．2．2 两组换热盘管间距对换热量的影响

4．2．3 喷嘴单侧、双侧、串联单侧布置换热性能研究

4．3 本章小结

第五章 两侧旋转布水间接蒸发冷却器换热性能实验研究

5．1 换热器立管垂直气流布置时换热性能分析

5．1．1 单组换热器换热性能分析

5．1．2 双组换热器换热性能分析

5．2 换热器水平管平行气流布置时换热性能分析

5．2．1 单组换热器换热性能分析

5．2．2 双组换热器换热性能分析

5．3 换热器中心开孔正对气流布置时换热性能分析

5．3．1 单组换热器换热性能分析

5．3．2 双组换热器换热性能分析

5．4 三种布置方式下换热器换热性能对比分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录 (攻读硕士学位期间参加的科研项目及取得成果)