基于濕球溫度的板式蒸發(fā)式空冷器模型及數(shù)值求解

1、1基于濕球溫度的板式蒸發(fā)式空冷器模型及數(shù)值求解摘要：根據(jù)熱力學和傳熱學理論，建立了板式間接蒸發(fā)式空冷器傳遞過程的基本微分方程組。引入兩個基于濕球溫度差的比熱和對流換熱系數(shù)后，推導得到了以空氣濕球溫度為推動勢的等價微分方程組。應用四階龍格庫塔法求解并分析了一個實例空冷器內(nèi)各流體的溫度分布和熱工性能。該分析模型為進一步分析蒸發(fā)式空冷器的熱工性能和設計方法提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：板式蒸發(fā)式空冷器濕球溫度分析模型數(shù)值求解一引言蒸發(fā)式空冷器利用自

2、然環(huán)境中空氣的干濕球溫差取得冷量來冷卻高溫流體，其在制冷、化工、冶金電站等領(lǐng)域中有廣泛的應用，蒸發(fā)式空冷器熱工性能的好壞直接影響到系統(tǒng)運行的效果。板式間接蒸發(fā)式空冷器(如圖1所示)是蒸發(fā)式空冷器的一種典型形式。蒸發(fā)式空冷器具有耗水量少、能耗低等優(yōu)點。板式間接蒸發(fā)式空冷器冷卻側(cè)由于傳熱和傳質(zhì)過程同時進行，相互耦合，質(zhì)量的傳遞促使熱量的遷移；同時熱傳遞有強化液膜表面的蒸發(fā)，因此其傳輸機理相當復雜。國內(nèi)外學者對間接蒸發(fā)式空冷器進行了大量的研究

3、工作。從現(xiàn)有的文獻看，間接蒸發(fā)式空冷器熱質(zhì)交換的基本理論主要是以Merkel方程為3動和水膜厚度對傳熱和流動的影響，忽略水膜的蒸發(fā)損失；水膜在傳熱壁面上完全潤濕。4.忽略空氣中離散水珠對傳熱傳質(zhì)的影響。5.濕空氣的傳熱傳質(zhì)過程符合劉易斯關(guān)系式，即。6.濕空氣飽和蒸汽壓與濕球溫度呈線性關(guān)系。取微元體Bdz進行傳熱傳質(zhì)分析。因此，熱流體側(cè)的能量守恒方程為：（1）其中，為熱流體側(cè)與水膜之間的傳熱系數(shù)，為熱流體側(cè)的對流換熱系數(shù)，為壁面熱阻，空氣

4、側(cè)壁面的污垢熱阻，為壁面與水膜之間的對流換熱系數(shù)。因為水膜很薄，可認為氣液界面的濕空氣的飽和溫度等于水膜的溫度，則空氣側(cè)水蒸氣的質(zhì)量守恒方程為：（2）其中為空氣側(cè)的傳質(zhì)系數(shù)，為水膜溫度所對應的飽和含濕量?？諝鈧?cè)的能量守恒方程為：（3）其中為水膜溫度所對應的汽化潛熱，為空氣側(cè)的對流換熱系數(shù)。把式和式（2）代入式（3）并化簡得到：（4）因為，因此式（4）可化簡為：（5）從式（5）可得到，空氣的干球溫度變化主要取決于空氣和水膜之間的顯熱交換，