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高效节能的蒸发冷却技术及其应用的建模与实验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:11:18
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高效节能的蒸发冷却技术及其应用的建模与实验研究【摘要】:随着制冷空调技术的发展与广泛应用,传统的制冷方法导致了目前令人们关注的两大问题:即能源问题和环境问题。蒸发冷却因其节能环保的

【摘要】: 随着制冷空调技术的发展与广泛应用,传统的制冷方法导致了目前令人们关注的两大问题:即能源问题和环境问题。蒸发冷却因其节能环保的优势而越来越受到重视,本文以高效节能的蒸发冷却技术及其应用为主要研究对象,建立和完善了直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)热力分析与计算模型,并探讨了蒸发冷却与现有制冷空调技术相结合的两种新型空调系统的经济性及其应用前景。 本文建立了DEC的热力计算模型,并在借鉴冷却塔的传热传质计算理论的基础上,得出了传热传质系数基本形式。通过对DEC的实验研究,探讨了DEC性能的影响因素,得到了无机填料和纸质填料的换热系数和空气阻力的经验公式,进一步完善了DEC的计算理论,并对两种填料进行了详细地比较。 本文在对间接蒸发冷却(IEC)计算与分析模型深入调查的基础上,建立了IEC理论分析模型,对IEC传热传质机理及其性能影响因素进行了广泛深入地探讨。另外,考虑到工程计算的需要,还建立了一种IEC简化计算模型,该模型物理意义清晰,计算过程简单,计算结果与理论分析模型接近,偏差在3%以内,适合工程应用。 本文将蒸发冷却与现有技术相结合,建立了两种新型空调系统,即蒸发冷却与风冷冷水机组相结合的复合式系统和两级蒸发冷却与溶液除湿相结合的空调系统。阐述了直接蒸发冷却(DEC)与风冷冷水机组相结合的新型复合式系统的原理,通过对全国15个典型城市的计算分析表明,该系统可以有效地增加系统的制冷量和减小输入功率,从而提高系统的COP,在我国具有广泛的应用前景。在直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)优化组合的基础上构建了溶液除湿蒸发冷却系统(LDCS),探讨了系统特性及其运行调节方法,并以南京的天气为例进行了详细的实例计算,研究表明,该系统具有良好的发展潜力与广泛的应用价值。 【关键词】:直接蒸发冷却 间接蒸发冷却 溶液除湿 风冷冷水机组 空调 填料 节能
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB61
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-7
  • 主要符号表7-11
  • 第一章 蒸发冷却及其应用研究概述11-19
  • 1.1 研究背景11
  • 1.2 蒸发冷却的基本原理及其在制冷空调系统中的应用概述11-14
  • 1.2.1 直接蒸发冷却12-13
  • 1.2.2 间接蒸发冷却13
  • 1.2.3 间接-直接蒸发冷却13-14
  • 1.2.4 除湿蒸发冷却14
  • 1.3 国内外的研究现状14-18
  • 1.3.1 直接蒸发冷却的基础研究14-15
  • 1.3.2 间接蒸发冷却的基础研究15-16
  • 1.3.3 蒸发冷却的应用研究16-17
  • 1.3.4 除湿蒸发冷却的研究17-18
  • 1.4 本课题的研究工作18-19
  • 第二章 直接蒸发冷却的理论研究19-27
  • 2.1 空气与水直接接触时的热质交换过程19-21
  • 2.1.1 空气与水直接接触时的热质交换机理19-20
  • 2.1.2 空气与水直接接触时的热质交换基本方程20
  • 2.1.3 空气与水直接接触时的热质交换过程分析20-21
  • 2.2 直接蒸发冷却的原理与设备21-22
  • 2.2.1 直接蒸发冷却器21
  • 2.2.2 直接蒸发冷却的空气处理过程21-22
  • 2.2.3 直接蒸发冷却的性能评价22
  • 2.3 直接蒸发冷却的计算模型22-25
  • 2.3.1 数学模型的假设条件22-23
  • 2.3.2 数学模型23
  • 2.3.3 数学模型的求解23-25
  • 2.3.4 直接蒸发冷却性能分析25
  • 2.4 直接蒸发冷却的传热、传质系数的确定25-26
  • 2.5 本章小结26-27
  • 第三章 直接蒸发冷却的实验研究27-43
  • 3.1 直接蒸发冷却实验系统27-29
  • 3.1.1 直接蒸发冷却模块27-28
  • 3.1.2 工况调节模块28-29
  • 3.1.3 测量与控制模块29
  • 3.2 直接蒸发冷却实验测控系统的软件设计29-31
  • 3.2.1 模块设计29-30
  • 3.2.2 软件的接口设计30-31
  • 3.3 直接蒸发冷却实验目的与方法31-33
  • 3.3.1 实验目的31-32
  • 3.3.2 实验方法32-33
  • 3.4 直接蒸发冷却过程的影响因素33-37
  • 3.4.1 空气流速33-34
  • 3.4.2 淋水量34-35
  • 3.4.3 空气干、湿球温度35
  • 3.4.4 循环水水温35-36
  • 3.4.5 填料厚度36-37
  • 3.5 直接蒸发冷却的数值拟合37-40
  • 3.5.1 热质交换系数的拟合37-38
  • 3.5.2 空气阻力的拟合38-40
  • 3.6 直接蒸发冷却两种填料的比较40-42
  • 3.6.1 传热性能40
  • 3.6.2 阻力特性40-41
  • 3.6.3 抗漂水性41
  • 3.6.4 防腐性能41
  • 3.6.5 阻燃性41
  • 3.6.6 成本41-42
  • 3.7 本章小结42-43
  • 第四章 间接蒸发冷却的理论研究43-63
  • 4.1 间接蒸发冷却概述43-44
  • 4.1.1 间接蒸发冷却的基本原理43
  • 4.1.2 间接蒸发冷却的性能评价43
  • 4.1.3 间接蒸发冷却器的结构43-44
  • 4.2 间接蒸发冷却经典模型评述44-45
  • 4.3 间接蒸发冷却的热力分析与建模45-49
  • 4.3.1 基本假设45-46
  • 4.3.2 间接蒸发冷却器的建模46-49
  • 4.4 间接蒸发冷却器的模拟与讨论49-57
  • 4.4.1 间接蒸发冷却器的模拟49-50
  • 4.4.2 板式换热器热力参数的分布规律50-52
  • 4.4.3 运行工况对IEC 性能的影响52-56
  • 4.4.4 结论56-57
  • 4.5 间接蒸发冷却的简化计算模型57-62
  • 4.5.1 间接蒸发冷却器的综合传热系数的确定57-59
  • 4.5.2 板式间接蒸发冷却器冷却效率的计算59-61
  • 4.5.3 两种计算模型的准确性探究61-62
  • 4.6 本章小结62-63
  • 第五章 蒸发冷却的应用研究63-75
  • 5.1 蒸发冷却用于改善风冷冷水机组性能的研究63-67
  • 5.1.1 研究背景及其现状63-64
  • 5.1.2 直接蒸发冷却与风冷冷水机组相结合的复合式系统64
  • 5.1.3 复合式系统的节能效果分析64-66
  • 5.1.4 本节小结66-67
  • 5.2 蒸发冷却在溶液除湿空调系统中的应用研究67-75
  • 5.2.1 溶液除湿蒸发冷却系统(LDCS)的构建67-69
  • 5.2.2 空调系统运行调节69-71
  • 5.2.3 LDCS 实例计算和分析71-74
  • 5.2.4 本节小结74-75
  • 第六章 研究总结与建议75-77
  • 6.1 全文总结75-76
  • 6.2 本论文的不足之处以及对未来相关研究的建议76-77
  • 致谢77-78
  • 参考文献78-82
  • 研究生在读期间发表论文82
  • 科研与社会实践82


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