空调箱表冷器与热回收模型分析

摘要

组合式空调箱主要是对湿空气进行过滤、冷却、加热、加湿等处理，以得到目标品质的空气。由于处理空气的部件较多且较复杂，所以传统的手工计算需要多次的重复劳动，不仅降低了工作效率，也不能保证计算结果的合理性。结合计算机仿真技术，开发一款组合式空调箱的数字化设计平台会节省劳力，大大提高设计的效率。为完成数字化平台的开发，本文主要做了以下工作：
　　一、对湿空气进行物性参数计算的研究，利用数学方程建立了湿空气的物性计算模型，其中包括饱和蒸汽压、水蒸汽分压力、密度、动力粘度等，解决了计算机调用物性参数的速度和精度；深入讨论换热设备的工况，针对于组合式空调箱提出了一种干湿工况的区分办法，指导后期的建模工作。
　　二、在对翅片管换热器进行模型分析后，建立表冷器的设计和仿真计算的集总参数模型，并用二分法求解了模型；用焓差实验台得到的数据对两种模型进行了验证，两者的误差均在接受范围内，验证了模型的正确性。为更好地了解表冷器在传热过程中的性能，对平直片、三角波纹片和百叶窗片进行了性能分析，得到了三者的换热和压降特性。并更进一步对从风量、水量、进水温度以及回路形式、翅片间距、沿气流方向排数6个方面对表冷器进行了性能分析，得到表冷器的性能变化曲线，指导表冷器在变负荷下的调节工作。
　　三、对板翅式热回收、转轮式热回收和盘管热回收的传热传质规律进行了理论研究，建立了三者的数学模型，利用前人的研究成果对转轮式热回收模型的合理性进行验证。通过仿真计算，得到了板翅式热回收的回收效率随迎面风速和交换膜厚度的变化曲线；得到了转轮式热回收的性能参数和回收效率随迎面风速和转轮转速的变化曲线；得到了盘管热回收的回收效率随循环风量、水流速和管排数的变化曲线。
　　四、在对上述模型的深入讨论后，建立了三种设计方式的组合式空调箱软件平台，分别完成单层机组、双层不含热回收机组和双层含热回收机组的开发。解决了传统手工计算速度慢，计算结果不准确等缺点，对于设计人员有很好的实用价值。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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第一章绪论

1.1 课题的背景和意义

1.2 研究现状和文献综述

1.3 本文的研究工作

第二章建立湿空气高精度的快速计算模型

2.1 湿空气物性快速计算模型

2.2 快速区分湿空气工况

2.3 本章小结

第三章表冷器模型计算及性能分析

3.1 翅片管换热器模型

3.2 表冷器的设计模型与实验验证

3.3 表冷器的仿真模型与实验验证

3.4 不同翅片形式的表冷器性能分析

3.5 变工况、变结构性能分析

3.6 本章小结

第四章热回收模型计算及性能分析

4.1 热回收效率的计算

4.2 板翅式热回收模型建立与性能分析

4.3 转轮式热回收模型建立与性能分析

4.4 盘管热回收模型建立与性能分析

4.5 本章小结

第五章设计开发空调箱数字化软件平台

5.1 软件开发平台的主体框架

5.2 软件开发平台的操作

5.3 本章小结

第六章结论和展望

6.1 结论

6.2 研究展望

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间取得的研究成果