快速式換熱器的傳熱與流動(dòng)特性和溫度控制技術(shù).pdf

1、快速式換熱器能夠?qū)τ捎诹黧w流量的變化導(dǎo)致的流體溫度變化進(jìn)行快速調(diào)節(jié)而保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。與普通換熱器不同，快速式換熱器不是單一的換熱器，而是一個(gè)由基于前饋控制原理的溫度控制閥和熱交換器所組成的換熱系統(tǒng)。由于快速式換熱器具有體積小、重量輕、安裝方便、占地面積小、無需常用的感溫裝置、反應(yīng)速度快、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石化、采暖、制冷空調(diào)、洗浴、生產(chǎn)及生活熱水供應(yīng)等系統(tǒng)中，是賓館飯店、辦公樓、小區(qū)、企業(yè)等部門常用的換熱設(shè)備之一。

2、 快速式換熱器的核心部件一溫度調(diào)節(jié)混合閥是采用前饋式控制原理對(duì)溫度進(jìn)行控制的。它使用一種帶有壓差感應(yīng)裝置的混合閥替代傳統(tǒng)的溫度控制閥和溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。在使用過程中通過感應(yīng)混合閥出口的壓力來調(diào)節(jié)冷、熱水的流量，通過調(diào)節(jié)冷、熱水的混合比對(duì)出口水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，無溫度響應(yīng)的時(shí)間延遲。因而能夠快速的滿足溫度調(diào)節(jié)的要求，并具有較高的溫度調(diào)節(jié)精度。 本文的主要目的是對(duì)快速式換熱器的傳熱和流動(dòng)特性進(jìn)行研究，并探討螺旋管換熱器

3、的曲率比、傾斜度等參數(shù)對(duì)換熱器傳熱和流動(dòng)特性的影響。采用傳熱有效度一傳熱單元數(shù)(ε-NTU)的方法建立了快速式換熱器的傳熱和流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，通過MATLAB的SIMULINK建立了相應(yīng)的仿真模型，對(duì)傳熱和流動(dòng)模型進(jìn)行模擬分析，得到了換熱器的出口溫度和壓降隨流量的變化關(guān)系以及熱水溫度和壓降隨流量及進(jìn)入混合閥的冷、熱水混合比的變化關(guān)系，并進(jìn)一步分析了快速式換熱器的傳熱特性。 快速式換熱器模擬分析的結(jié)果表明，在水需求負(fù)荷保持一定和發(fā)生變

4、化時(shí)，換熱器出口混合水的溫度隨著進(jìn)入換熱器的冷水流量及進(jìn)入混合閥的冷、熱水的流量和混合比之間具有確定的函數(shù)變化關(guān)系。對(duì)換熱器流動(dòng)特性的分析表明，混合閥進(jìn)出口的壓降與進(jìn)入換熱器的冷水流量之間具有確定的函數(shù)變化關(guān)系。因此，得到了換熱器出口混合水的溫度與質(zhì)量流量和混合閥進(jìn)出口壓降之間的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)水的需求量(負(fù)荷)發(fā)生變化或進(jìn)入換熱器的水流量變化而使快速式換熱器的混合水溫偏離設(shè)定值時(shí)，可以通過混合閥進(jìn)出口的壓降變化對(duì)流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)