基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器通用模拟方法-论文.pdf

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1、第35卷第4期制冷学报Vo1．35。No．42014年8月JournalofRefrigerationAugust，2014文章编号：0253—4339(2014)04—0046—07doi：10．3969／j．issn．0253—4339．2014．04．046基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器通用模拟方法李筱杨明洪李先庭石文星王宝龙(清华大学建筑学院建筑技术科学系北京100084)摘要针对现有蒸发冷却式换热器数值计算模型中存在的不足，提出了基于空间扫描思想的复杂蒸发冷却式换热器的通用模拟方法。该方法将三维复杂蒸发冷换热器按空间划分为若干个节点，每个节点

2、视为独立的微型换热器．利用流体在节点之间的流动建立节点联系，根据稳定流动和稳态换热时节点之间的能量和质量守恒关系，构建迭代更新算法，利用扫描迭代的方法对模型进行求解。将无填料型和有填料两种闭式冷却塔的模拟结果与文献实验数据进行对比，结果表明：所建模型具有良好的精度．可用于复杂结构、复杂流动、多模态蒸发冷却式换热器的仿真。关键词蒸发冷却；换热器；模拟仿真；节点；传热传质中图分类号：TQo51．5；TP391．9文献标识码：AAGeneralModelingApproachforComplexEvaporativeCoolingHeatExchangerBased

3、onSpatialScanningLiXiaoYangMinghongLiXiantingShiWenxingWangBaolong(DepartmentofBuildingandScience，TsinghuaUniversity，Beijing，100084，China)AbstractInordertoovercomethedisadvantagesofexistingmodelingmethodsofthecomplexevaporativecoolingheatexchangers，ageneralmodelingapproachbasedonspa

4、tialscanningtheoryisproposed．Inthisapproach，the3-Dheatexchangerisdividedintocalcula—tionnodesaccordingtoitsspatiallocation．Eachnodeisregardedasamicroheatexchanger，andconnectedwitheachotherthroughair，water／solution．and／orrefrigerant．Aniterativealgorithmisdevelopedbasedonconservationo

5、fenergyandmassofnodesinsteadyflowandsteady—stateheattransfer．Finally，themodelisverifiedbycomparingthesimulatedresultsandtheexperimentalresultsoftwoclosed—typewetcoolingtowers．Resultsshowthattheproposedmodelishighlyaccurateandreliable．Thismodelcanbeusedtosimulatetheper-formanceofthee

6、vaporativecoolingheatexchangerwithcomplicatedconfigurationsandflowunderdifferentmodes．Keywordsevaporativecooling；heatexchanger；simulation；heattransferandmasstransfer蒸发冷却式换热器是一种融合了水冷式换热器前者主要应用于制冷系统中．后者广泛应用于工业过和冷却塔于一体的紧凑式换热器，其换热系数为500程。研究表明：在环境温度35℃～49℃的范围内．～1000w／(m·oC)1-2]。与风冷式相比，蒸发

7、冷却采用蒸发式冷凝器的制冷系统所消耗的总功率比风式换热器具有较高的换热效率和较小的传热温差，因冷式系统下降了11．7％～20．3％，系统的COP提高此它所需要的换热面积比风冷式小得多，并且风机耗了31．7％～50．6％_4]。蒸发式冷却器也称为闭式冷电约为风冷式的1／3l3；与水冷式相比，蒸发冷却式却塔，根据塔内是否有填料．还可分为无填料型和有换热器换热效率并无明显降低．并且结构简单，占地填料两种类型。当带有填料时，空气和喷淋水在具有面积小，所消耗的水泵功率也只是水冷式的1／8～1／大比表面积的填料中进行二次热质交换．可以有效降4，实际循环水耗散量也小于水冷式

8、系统。因此，发展低喷淋水温．使换热器的