基于濕球溫度的板式蒸發(fā)式空冷器模型及數值求解

1、1基于濕球溫度的板式蒸發(fā)式空冷器模型及數值求解摘要：根據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。關鍵詞：板式蒸發(fā)式空冷器濕球溫度分析模型數值求解一引言蒸發(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)式空冷器冷卻側由于傳熱和傳質過程同時進行，相互耦合，質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。從現有的文獻看，間接蒸發(fā)式空冷器熱質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的影響。5.濕空氣的傳熱傳質過程符合劉易斯關系式，即。6.濕空氣飽和蒸汽壓與濕球溫度呈線性關系。取微元體Bdz進行傳熱傳質分析。因此，熱流體側的能量守恒方程為：（1）其中，為熱流體側與水膜之間的傳熱系數，為熱流體側的對流換熱系數，為壁面熱阻，空氣

4、側壁面的污垢熱阻，為壁面與水膜之間的對流換熱系數。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，則空氣側水蒸氣的質量守恒方程為：（2）其中為空氣側的傳質系數，為水膜溫度所對應的飽和含濕量?？諝鈧鹊哪芰渴睾惴匠虨椋海?）其中為水膜溫度所對應的汽化潛熱，為空氣側的對流換熱系數。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，