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1、第三篇高效间壁式热交换器设计计算第六章蒸发冷却器设计计算第一节蒸发冷却（冷凝）器的结构蒸发冷却（冷凝）器的结构如图!"#所示。热流体流过管内，冷却用流体为空气与喷淋水的混合物，在管外流过。装置顶部装有风机，空气由下部窗口吸入，流过传热管束。装置下部为一蓄水池，水泵将水输送到喷淋管上向传热管喷射。喷淋水受热而使其中部分水分蒸发，其余的则流至蓄水池。流过管束的空气经上部的除雾器除去夹带水分后，由风机排出。因为运行中，必有少量水分被排出的空气带走，所以应向蓄水池适当补充水量。喷淋水一面循环一面蒸发，水中的不纯物就不断浓缩，如果喷淋水中的不纯物达到一定限度以上
2、，在管外要生成污垢，所以在蓄水池底部设有排污装置，连续地排出一定量的水，以便使喷淋水中不纯物的浓度控制在产生污垢的界限值以下。由上可见，蒸发冷却（冷凝）器在工作原理上是一种同时具有冷水塔（直接接触式）和管壳式热交换器性能的热交换器。当管内被冷却的工艺流体不发生相变时，称它为蒸发冷却器；当发生相变（冷凝）时，称为蒸发冷凝器。从形式上看，这似乎也是一种空冷器。由于蒸发冷却（冷凝）器中利用了水蒸发吸热，与空冷器相比，它具有所需传热面小的优点。但是，当被冷却流体的温度在#$$%以上时，循环水中的不纯物常常会形成污垢，附着在蒸发冷却器的传热管上，造成使用困难。—
3、’#&—第六章蒸发冷却器设计计算图!"#蒸发冷却器所以，冷却#$$%以上的流体时，最好将空冷器和蒸发冷却器串联起来，先由空冷器冷却到#$$%左右，再用蒸发冷却器进行冷却。蒸发冷却（冷凝）器可用于引擎夹套水的冷却器、压缩机的中间冷却器、润滑油冷却器、空调装置冷却水的冷却器和其他工艺流体的冷却器。如将图!"#的结构稍加改进，即管式结构改为板式结构，热流体（室外空气）与冷流体（室内空气）及喷淋水分别流过板片两侧的通道，则构成板式蒸发冷却器，可用于空调系统。第二节蒸发冷却（冷凝）器中的传热在蒸发冷却（冷凝）器中的传热过程为热量从管内流体经过壁面传递到喷淋水中，
4、再从喷淋水传给空气。从喷淋水向空气的传热是依靠水的蒸发和冷却两种方式进行的。一、温度分布当冷却管内流体时（即蒸发冷却器），蒸发冷却器截面上流体的温度分布如图—’#&—第三篇高效间壁式热交换器设计计算!"#所示，沿流程的温度分布如图!"$所示。今取蒸发冷却器的微元高度段%!来讨论，管内流体失去的热量为!"#蒸发冷却器截面上流体温度分布!"$蒸发冷却器中沿流程的温度分布"&#&$%&’"&。（%&"%(）$!（!")*）$%&&。即’（（%&"%(））（!")+）$!"&#&喷淋水失去的热量（传给空气的热量与由管内流体那里所得到的热量之差）："(#($%(
5、’"&,（’!"’）$!-&。（%&"%(）$!（!"#*）$%(&,!&。即’（’"’）"（%&"%(）（!"#+）$!"(#("(#(空气得到的热量为—$#.—第六章蒸发冷却器设计计算!"#"#$（#!##）"%（%#&!）!$"#$$!即"（###）（%#&’）"%!!以上各式中，)；"%———微元高度段的传热面积，(!&———喷淋水的流量，*+,-；!’———管内流体的流量，*+,-；!(———空气的流量（当作干空气），*+,-；’’———管内流体的温度，.；)&———喷淋水的温度，.；#!———与喷淋水温度相对应的饱和湿空气的焓，/,*+，（
6、干空气）；#———空气的焓，/,*+，（干空气）；*’———管内流体的比热，/,（*+·.）；*&———喷淋水的比热，/,（*+·.）———从喷淋管内直至喷淋水的传热系数（以管外表面积为基准），/,（()·-$+·.）；00"2"2!"20"()3,13()3()3,23（%#4）$+!1"1"1""(!2式中#———管内流体与管内表面之间对流换热系数，/,（()，-·.）；1)·-·.）；#2———管外喷淋水与管外表面之间对流换热系数，/,（(，,———分别为管内、外壁上污垢热阻，()·-·.,/；,12"1，"2———分别为管内、外径，(；"(——
7、—传热管的对数平均直径，(；"2#"1"(""256()"1—&)0—第三篇高效间壁式热交换器设计计算———喷淋水向空气流的传质系数，"#$（%&·’·!"），这里!"指含湿量差；!!(($)+!#!*",———喷淋水与空气流之间的传质分系数，"#$（%&·’·!"）；!*$———在湿空气的温—湿图中的饱和曲线斜率（在喷淋水温度下的值），查附录-，%!&$)，/$（"#干空气·0）；%’.&·’·0）；!,———喷淋水与空气、水介面之间的对流换热系数，/$（%!"———含湿量的差，"#蒸汽$"#干空气；!"1)"12"3"1，"3———分别为入口、出口
8、处空气的含湿量，"#蒸汽$"#干空气。!3!!!3!!如取!()，"&)，!4)，"5)#’(
