浸沒管束鼓泡蒸發(fā)冷卻換熱及阻力特性.pdf

1、目前制冷裝置中大多數(shù)水冷冷凝器的冷卻水需要另外設置冷卻塔進行冷卻?？紤]到這種冷卻方式不僅設備龐大,而且能耗高,本文設計了一種新型的浸沒式鼓泡蒸發(fā)冷卻裝置,采用多孔的砂板取代通常使用的孔板,可獲得更為均勻和細密的氣泡。同普通的淋水式換熱器不同,本實驗裝置的換熱管束浸沒于泡沫中,管壁交替同冷卻水和空氣泡接觸,熱量由水的蒸發(fā)帶走,熱量的傳遞主要是以潛熱的形式進行。由于目前國內(nèi)外對鼓泡蒸發(fā)冷卻過程在換熱方面的關注和研究較少,本文對不同空塔速度、

2、不同的換熱管表面熱流密度以及管束的排布方式對換熱系數(shù)及空氣流動過程阻力的影響進行了實驗研究,總結(jié)了本實驗條件下?lián)Q熱及阻力的實驗關聯(lián)式。實驗采用三塊砂板的有效鼓泡面積分別為0.0413m~2、0.03192m~2、0.0273m~2。空塔速度的范圍是1.7cm/s~7.1cm/s;熱流密度從1kW/m~2到19kW/m~2之間變化。實驗結(jié)果表明,在實驗范圍內(nèi),空塔速度越大,換熱系數(shù)越大;換熱系數(shù)隨熱流密度的增大而增大;相同條件下,叉排管束

3、換熱系數(shù)小于順排管換熱系數(shù)。通過對實驗數(shù)據(jù)的回歸分析,分別得出叉排管束與順排管束的鼓泡蒸發(fā)冷卻換熱性能實驗準則關系式,平均絕對誤差分別為18％和13%。鼓泡過程中的阻力主要是空塔的阻力和液層的阻力。空塔阻力主要與空塔速度有關,隨空塔速度的增大,空塔阻力是逐漸增大的;液層阻力不僅與空塔阻力有關,也受液層高度影響。根據(jù)實驗數(shù)據(jù),得到總阻力的實驗關聯(lián)式為:P=△P_D+△P_L=7.46×10～5V~1.687+2.0×10～5V~0.8H~