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(xué)和傳熱學(xué)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(gè)基于濕球溫度差的比熱和對(duì)流換熱系數(shù)后，推導(dǎo)得到了以空氣濕球溫度為推動(dòng)勢(shì)的等價(jià)微分方程組。應(yīng)用四階龍格庫塔法求解并分析了一個(gè)實(shí)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(jìn)一步分析蒸發(fā)式空冷器的熱工性能和設(shè)計(jì)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(yīng)用，蒸發(fā)式空冷器熱工性能的好壞直接影響到系統(tǒng)運(yùn)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(diǎn)。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(shí)進(jìn)行，相互耦合，質(zhì)量的傳遞促使熱量的遷移；同時(shí)熱傳遞有強(qiáng)化液膜表面的蒸發(fā)，因此其傳輸機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)間接蒸發(fā)式空冷器進(jìn)行了大量的研究

3、工作。從現(xiàn)有的文獻(xiàn)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(dòng)和水膜厚度對(duì)傳熱和流動(dòng)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(duì)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(jìn)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(duì)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(duì)流換熱系數(shù)。因?yàn)樗ず鼙?，可認(rèn)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(duì)應(yīng)的飽和含濕量。空氣側(cè)的能量守恒方程為：（3）其中為水膜溫度所對(duì)應(yīng)的汽化潛熱，為空氣側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)。把式和式（2）代入式（3）并化簡(jiǎn)得到：（4）因?yàn)?，因此式?）可化簡(jiǎn)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，