基于冷卻效率最優(yōu)化閉式冷卻塔性能研究及選型軟件開發(fā).pdf

1、當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)中采用的冷卻塔通常為開式的，因?yàn)槔鋮s水和空氣直接接觸，水容易污染，造成水資源的巨大浪費(fèi)。將管式蒸發(fā)冷卻器作為核心部件制成閉式冷卻塔，由于冷卻水和空氣通過盤管換熱，水質(zhì)得到保證，提高了水的重復(fù)利用率。同時(shí)在閉式冷卻塔噴淋段增加淋水填料對噴淋水進(jìn)行冷卻預(yù)處理，可以大幅度降低冷卻盤管換熱過程中管外流體的溫度，減少盤管換熱面積。目前基于冷卻填料與蒸發(fā)式冷卻盤管的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究較少。
　　 基于這樣的背景，本文對帶填料的閉式冷卻

2、塔的性能和優(yōu)化設(shè)計(jì)展開研究。本文主要從求解數(shù)學(xué)模型、分析影響冷卻性能的因素和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)方面對研究對象進(jìn)行深入的研究。
　　 第一，對淋水填料和盤管進(jìn)行理論分析。在確定控制方程及其邊界條件的情況下，對傳熱傳質(zhì)過程進(jìn)行適當(dāng)簡化，得到了研究對象的數(shù)學(xué)模型。并根據(jù)其它文獻(xiàn)提出的經(jīng)驗(yàn)公式得到傳熱和傳質(zhì)系數(shù)，對整個(gè)逆流閉式冷卻塔的傳熱、傳質(zhì)過程的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。
　　 第二，通過算例分析以及實(shí)驗(yàn)研究提出了閉式冷卻塔的結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、和運(yùn)行參數(shù)對性能的影響能力的分析結(jié)論，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。閉式冷卻塔的冷卻性能參數(shù)主要包括：冷卻水出口溫度、冷卻效率、傳質(zhì)系數(shù)、傳熱系數(shù)。影響管式蒸發(fā)冷卻器性能的參數(shù)包括：換熱器的管間距、盤管內(nèi)外徑、盤管布置形式、管材；運(yùn)行參數(shù)：噴淋水量、空氣流量、濕球溫度、管內(nèi)水量。
　　 第三，利用MATLAB與C＃提供的優(yōu)化工具箱以及友好的可視化編程環(huán)境，把繁瑣的計(jì)算過程程序化，建立良好的用戶界面。論文中以傳熱、傳質(zhì)系數(shù)為目標(biāo)函數(shù)，以理論

4、分析得到的部分結(jié)論為約束條件，以換熱器面積、管間距、空氣流量、噴淋水量、淋水填料高度作為優(yōu)化結(jié)果，使用遺傳算法從而實(shí)現(xiàn)閉式冷卻塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 在課題試驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)在逆流閉式冷卻塔的盤管段盤管材質(zhì)及盤管的導(dǎo)熱系數(shù)大小對于整個(gè)塔內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程的影響甚微，對于傳統(tǒng)依賴于銅質(zhì)盤管的換熱器設(shè)計(jì)提供了其他材料替代性的可行性分性。在填料高度的計(jì)算當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)證明了填料高度的增加也可能導(dǎo)致冷卻效率的下降，所以計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算過程當(dāng)中對