管式蒸發(fā)冷卻器的性能研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、空調(diào)系統(tǒng)中采用的冷卻塔通常為開式的，因為冷卻水和空氣直接接觸，水質(zhì)容易污染，造成水資源的巨大浪費。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，可以提高水的重復(fù)利用率。另外管式蒸發(fā)冷卻器具有環(huán)保，節(jié)能，潔凈，運行費用低等優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于紡織，化工、冶金等行業(yè)。管式蒸發(fā)冷卻器在空調(diào)行業(yè)屬于新興的產(chǎn)品，目前對其冷卻性能和優(yōu)化設(shè)計的相關(guān)研究較少。 正是基于這樣的背景，本文對管式蒸發(fā)冷卻器的

2、性能和優(yōu)化設(shè)計展開研究。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行優(yōu)化設(shè)計三個方面對管式蒸發(fā)冷卻器進行了深入的研究。 首先，對管式蒸發(fā)冷卻器進行了理論分析。通過比較幾種數(shù)學(xué)模型并對傳熱傳質(zhì)過程進行適當簡化，得到了管式蒸發(fā)冷卻器的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)經(jīng)驗公式求得了傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)，確定了控制方程及其邊界條件，然后得到了管式蒸發(fā)冷卻器的解析解。 其次，通過算例分析了管式蒸發(fā)冷卻器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)對冷卻性能的影響規(guī)律

3、，為優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。管式蒸發(fā)冷卻器的冷卻性能參數(shù)主要包括：冷卻水出口溫度、冷卻效率、傳熱系數(shù)、傳質(zhì)系數(shù)。影響管式蒸發(fā)冷卻器性能的參數(shù)包括結(jié)構(gòu)參數(shù)：換熱器的長度、寬度、管間距、盤管內(nèi)徑、盤管布置形式、管材；運行參數(shù)：噴淋水量、空氣流量、濕球溫度、管內(nèi)水量。 再次，利用MATLAB的GUI圖形界面功能編制了管式蒸發(fā)冷卻器設(shè)計的可視化界面，可以把繁瑣的計算過程直觀的反映出來，與用戶建立友好界面。根據(jù)工程最優(yōu)化技術(shù)方法，確定優(yōu)化目標，

4、選定優(yōu)化變量，確定約束條件，選用MATLAB的優(yōu)化設(shè)計軟件包對管式蒸發(fā)冷卻器進行優(yōu)化設(shè)計。以管式蒸發(fā)冷卻器的換熱器面積以及風機和水泵的壓力損失綜合最小為目標函數(shù)，以氣候條件、負荷及前面的理論分析得到的部分結(jié)論作為約束條件，以換熱器的長度、寬度、空氣流量、噴淋水量、風機和水泵的功率、換熱器面積等作為優(yōu)化結(jié)果，從而實現(xiàn)管式蒸發(fā)冷卻器的優(yōu)化設(shè)計。 文章的最后總結(jié)了管式蒸發(fā)冷卻器優(yōu)化設(shè)計取得的成果和結(jié)論，提出了進一步完善優(yōu)化設(shè)計的研究方