板式间接蒸发冷却器冷凝除湿三维数值模拟及性能分析

摘要

板式间接蒸发冷却器是通过板式换热板将水的蒸发引起二次空气降温和一次空气的冷凝除湿控制在两个通道内进行的一种蒸发冷却方式。
　　论文根据板式间接蒸发冷却器冷凝除湿过程传热传质的特点，对间接蒸发冷却器进行了合理必要的简化假设，应用计算流体力学(CFD)方法，建立了板式间接蒸发冷却器的三维数学物理模型。通过前处理器Gambit建立了数学模型的三维离散网格，针对间接蒸发冷却器一次空气通道冷凝除湿的情况，定义传热传质耦合的边界，并分别编制了用户自定义程序。在给定参数范围下，通过Fluent实现对耦合传热传质过程的求解。根据数值模拟的结果，采用后处理工具Origin等进行处理，得到了一、二次空气通道内的压力、速度、温度以及水蒸气浓度的分布图，并分析了各个参数对于板式间接蒸发器冷疑除湿的影响，得到了达到冷凝除湿最佳效果的参数范围。
　　在大量数值模拟和数据分布图的基础上，分析了板式间接蒸发器冷凝除湿过程中能量以及有用能的转化和损失情况，对间接蒸发冷凝除湿过程能量以及有用能的利用、损失情况进行了研究。通过目的(火用)效率、(火用)效比分析了各个参数对于板式换热器冷凝除湿有用能利用的影响，并得出了有用能利用最好的参数范围，为系统节能提供了理论依据，也为间接蒸发冷却器设计提供了理论基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及问题提出

1．2 地下工程防结露研究现状

1．2．1 防结露机理

1．2．2 地下工程防结露国内外研究现状

1．3 间接蒸发冷却技术研究与应用现状

1．3．1 间接蒸发冷却技术的基础研究

1．3．2 间接蒸发冷却技术的实验研究

1．3．3 蒸发冷却技术的应用研究

1．4 本文研究内容和主要工作

第2章 板式间接蒸发冷却器的数学物理模型

2．1 板式间接蒸发冷却器的结构和工作原理

2．1．1 板式间接蒸发冷却器的结构

2．1．2 板式间接蒸发冷却器的工作原理

2．2 板式间接蒸发冷却器的数学物理模型

2．2．1 物理模型假设

2．2．2 控制方程

2．2．3 边界条件

2．2．4 数值模拟及数值方法

2．3 本章小结

第3章 数值模拟及结果分析

3．1 Fluent模拟

3．1．1 离散化控制区域

3．1．2 求解器求解

3．1．3 后处理

3．2 冷凝除湿的数值模拟结果及其分析

3．2．1 速度分布

3．2．2 压力分布

3．2．3 温度与水蒸气浓度分布

3．2．4 z=0．2m及y=0．2m截面上水蒸气浓度分布

3．2．5 一次空气通道侧换热板面上水蒸气浓度分布

3．3 本章小结

第4章 板式间接蒸发冷却器冷凝除湿(火用)分析

4．1 冷凝除湿过程中能量的转化与损失

4．2 (火用)分析的基本理论与计算

4．2．1 (火用)的分类

4．2．2 (火用)分析

4．2．3 (火用)分析的基本计算方法

4．3 间接蒸发冷却除湿过程的(火用)分析

4．3．1 间接蒸发冷凝除湿过程的(火用)分析

4．3．2 冷凝除湿过程中有用能转化关系

4．3．3 冷凝除湿过程中的(火用)效率和(火用)效比分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢