蒸發(fā)式冷凝器強(qiáng)化傳熱及強(qiáng)度分析.pdf

1、蒸發(fā)式冷凝器是在化工生產(chǎn)和制冷領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一種高效冷凝器,它具有節(jié)水、節(jié)能和占地面積小等優(yōu)點。蒸發(fā)式冷凝器的工作過程存在著三種流體間的傳熱傳質(zhì):制冷劑蒸氣在換熱盤管管內(nèi)冷凝,管外有水流和空氣流的相互流動?？諝饬?、水流和制冷工質(zhì)流的相互流動方式多種多樣,因此,蒸發(fā)式冷凝器有許多種結(jié)構(gòu)形式,但是換熱盤管部分是過程中不可缺少的,也是最重要的。為此,本文完成了以下工作:(1)對蒸發(fā)式冷凝器進(jìn)行傳熱傳質(zhì)過程進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)吸收水蒸氣的能力對

2、蒸發(fā)式冷凝器的運行具有重要的影響。進(jìn)風(fēng)的相對濕度小,吸收水蒸氣的能力大。在空氣溫度變化不大的情況下,決定相對濕度的重要因素是濕球溫度。(2)優(yōu)化了蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計算法,對蒸發(fā)溫度、空氣濕球溫度以及配風(fēng)量、配水量的選取進(jìn)行討論,并結(jié)合實例進(jìn)行了設(shè)計計算,而后對蒸發(fā)式冷凝器部件進(jìn)行設(shè)計選型,并說明了整機(jī)安裝時需要注意的問題。(3)對蒸發(fā)式冷凝器內(nèi)部氣流分布進(jìn)行了CFD模擬,管束叉排時流體在管道間交替收縮和擴(kuò)張的彎曲通道中流動,比順排時在管

3、間走廊通道的流動擾動劇烈,更有利于強(qiáng)化蒸發(fā)過程。然而叉排管束的阻力損失大于順排。(4)叉排排列時改變管間距進(jìn)行模擬,得到橫向管間距在2.0~2.5d之間,縱向管間距在1.75~2.0d范圍內(nèi)選取,空氣流場及空氣動力學(xué)性能較好;對氣流進(jìn)口狀態(tài)進(jìn)行模擬,結(jié)果表明,來流速度角在-200°~20°,來流速度的選擇在2.5m/s-3.5m/s之間選取,可以使蒸發(fā)式冷凝器傳熱和流阻性能達(dá)到較好狀態(tài)。(5)設(shè)計了新式板束型蒸發(fā)式冷凝器,用多流程板束代

4、替原來的單流程,板管內(nèi)流體流速提高,換熱系數(shù)增大,提高了蒸發(fā)式冷凝器換熱性能。多排板管間采用板箱連接,可以很好的支撐板束,板管壁溫度較高,容易使填料老化變形,板間不加填料。(6)對新式板束型蒸發(fā)式冷凝器的換熱板部分,用Solidworks建立模型,而后利用COSMOS進(jìn)行應(yīng)力分析,表明在冷凝器整體裝配時要尤其注意板箱上部的固定;對單個板管進(jìn)行應(yīng)力和熱力分析,分析結(jié)果表明板的上下邊線是最薄弱的地帶,合理的焊接材料及焊接工藝提高焊縫的質(zhì)量,