《熱質(zhì)交換原理》傳熱傳質(zhì)報告

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1、傳熱傳質(zhì)過程報告[摘要]本文分析了熱管式間接蒸發(fā)冷卻器的傳熱傳質(zhì)機理。及工程實際的應(yīng)用。運用能量守恒定律及傳熱學(xué)的研究方法,對熱管間接蒸發(fā)冷卻器進行傳熱傳質(zhì)實驗研究,[關(guān)鍵詞]熱管式,間接蒸發(fā)冷卻,傳熱傳質(zhì),1引言間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)主要利用自然環(huán)境空氣中的干球溫度與露點溫度之差取得冷量,從而造成或擴大傳熱溫差的特殊的空氣-空氣換熱器。它是一種被動式供冷技術(shù),最大的優(yōu)點是可以利用低品位能量去完成機械制冷系統(tǒng)中必須用高品位能量才能完成的工作??梢婇g接蒸發(fā)冷卻器是蒸發(fā)冷卻空調(diào)的核心裝置,蒸發(fā)冷卻技術(shù)的發(fā)展依賴于間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的突破與進展。開發(fā)用于間接蒸發(fā)冷卻的低成本高效換熱器,優(yōu)化間接蒸發(fā)冷卻器

2、的結(jié)構(gòu)尺寸。目前間接蒸發(fā)冷卻器的主要形式有板式和管式兩種。板式間接蒸發(fā)冷卻器雖然結(jié)構(gòu)緊湊,換熱效率高,但由于流道狹窄容易堵塞,導(dǎo)致流動阻力增大,能耗增加,換熱效率降低。管式間接蒸發(fā)冷卻器一般由一組或多組的管芯組成,管外可包有吸水性能良好的纖維織物薄套。管式間接蒸發(fā)冷卻器具有布水均勻,容易形成穩(wěn)定水膜,有利于蒸發(fā)冷卻的進行;流道較寬不會產(chǎn)生堵塞,因而流動阻力小;傳熱傳質(zhì)過程報告[摘要]本文分析了熱管式間接蒸發(fā)冷卻器的傳熱傳質(zhì)機理。及工程實際的應(yīng)用。運用能量守恒定律及傳熱學(xué)的研究方法,對熱管間接蒸發(fā)冷卻器進行傳熱傳質(zhì)實驗研究,[關(guān)鍵詞]熱管式,間接蒸發(fā)冷卻,傳熱傳質(zhì),1引言間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)主要

3、利用自然環(huán)境空氣中的干球溫度與露點溫度之差取得冷量,從而造成或擴大傳熱溫差的特殊的空氣-空氣換熱器。它是一種被動式供冷技術(shù),最大的優(yōu)點是可以利用低品位能量去完成機械制冷系統(tǒng)中必須用高品位能量才能完成的工作??梢婇g接蒸發(fā)冷卻器是蒸發(fā)冷卻空調(diào)的核心裝置,蒸發(fā)冷卻技術(shù)的發(fā)展依賴于間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的突破與進展。開發(fā)用于間接蒸發(fā)冷卻的低成本高效換熱器,優(yōu)化間接蒸發(fā)冷卻器的結(jié)構(gòu)尺寸。目前間接蒸發(fā)冷卻器的主要形式有板式和管式兩種。板式間接蒸發(fā)冷卻器雖然結(jié)構(gòu)緊湊,換熱效率高,但由于流道狹窄容易堵塞,導(dǎo)致流動阻力增大,能耗增加,換熱效率降低。管式間接蒸發(fā)冷卻器一般由一組或多組的管芯組成,管外可包有吸水性能良

4、好的纖維織物薄套。管式間接蒸發(fā)冷卻器具有布水均勻,容易形成穩(wěn)定水膜,有利于蒸發(fā)冷卻的進行;流道較寬不會產(chǎn)生堵塞,因而流動阻力小;但體積較龐大。2.平置吸液芯熱管式間接蒸發(fā)冷卻器的傳熱傳質(zhì)機理本文研究的是平置吸液芯熱管式換熱器,見圖1。熱管水平放置,當氨蒸汽在冷凝段放熱,氨蒸汽液化,依靠吸液芯的毛細作用將冷凝液輸送到蒸發(fā)段,氨液在蒸發(fā)段吸熱汽化,蒸發(fā)段壓力增大,氨蒸汽在壓力的作用下輸送到冷凝段,維持管內(nèi)工質(zhì)的連續(xù)循環(huán)。由于本文采用的是吸液芯熱管,冬夏季冷凝段、蒸發(fā)段自行轉(zhuǎn)換,非常適合全年性能量回收的場合。式換熱器冬季不僅是高效的熱回收裝置,夏季又可作為間接蒸發(fā)冷卻器。因此,我們主要分析夏季在

5、熱管冷凝段噴淋時的傳熱傳質(zhì)機理過程。平置吸液芯熱管式間接蒸發(fā)冷卻器(圖lb)分為蒸發(fā)段(冷端)和冷凝段(熱端),中間被隔板分開。氨蒸汽通過在冷凝段放熱液化釋放熱量,通過管壁將熱量傳遞給水膜,水膜再與飽和空氣邊界層進行熱量交換和質(zhì)傳遞,最后二次空氣與飽和空氣邊界層進行熱量交換,并將熱量帶岀室外。在熱管冷凝段噴淋循環(huán)水,熱管管壁上形成水膜,由于水分子的無規(guī)則運動,在緊靠水膜處存在一個溫度等于水溫的飽和空氣邊界層,相對濕度為100%。因此,二次空氣與水膜之間的熱質(zhì)交換相當于二次空氣與飽和空氣邊界層之間的熱質(zhì)交換,同時發(fā)生顯熱交換和潛熱交換,即二次空氣干球溫度變化時,濕球溫度也發(fā)生變化。尤其在相界

6、面上由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的相變改變了一、二次空氣的熱傳遞特性,使熱管式間接蒸發(fā)冷卻器既區(qū)別于一般的氣氣換熱器,又不同于冷卻塔的絕熱蒸發(fā)過程。蒸汽液體HfHfHim管殼吸液芯蒸發(fā)段絕熱段冷凝段a單根熱管室外新風新風室外排風排風排風b熱管換熱器圖1平置吸液芯熱管式間接蒸發(fā)冷卻器原理圖二次空氣與水在冷凝段發(fā)生的熱濕交換過程比較復(fù)朵,通過傳熱學(xué)知識分析,空氣和水膜是在溫差和水蒸汽分壓差的共同作用下,即在恰差的推動下進行熱濕交換,具體表現(xiàn)為等恰加濕和等濕升溫兩個過程的復(fù)合。二次空氣干球溫度降低,濕球溫度升高,含濕量增大,但排風的焙值總體是增加的。說明二次空氣不僅有顯熱交換,也存在部分的潛熱交換。而一次空

7、氣在蒸發(fā)段管外橫掠管束流過,與熱管內(nèi)的工質(zhì)進行熱交換,另外,熱管式間接蒸發(fā)冷卻器具有無需外部動力來促使流體循環(huán),較常規(guī)換熱器更安全、可靠,可長期連續(xù)運行,且冷熱段結(jié)構(gòu)位置布置靈活,具有傳熱效率高,結(jié)構(gòu)緊湊,流動阻力小,節(jié)能效果顯著的特點。從流動阻力、制造成本、結(jié)構(gòu)緊湊性、維護性能等綜合考慮,熱管式換熱器有較好的綜合性能。熱管工作時,由于熱管內(nèi)部傳熱靠相變潛熱,因此蒸發(fā)段與冷凝段空氣溫差較小的應(yīng)用領(lǐng)域中有其優(yōu)勢。3熱管式間

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