能量的转换与消耗监控

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1、.能量的转换与消耗监控蒸发式冷却器内波纹板之间的交叉流动的三维数值分析1.介绍高能量损耗和与环境有关的问题，暗示着绝大多数热交换装置进行有效改进的重要性.这需要在几何形状和材料商的改进以至于新的设计在更少的浪费下可能产生更多的产量.要考虑到所有影响因素通常是非常困难的.而且使分析变得更复杂.近几年由于有了强大的个人计算机和主机，数据分析成为一种可以研究绝大多数该被考虑影响因素的方法.流体流动其中最重要的影响因素之一是几何形状.研究人员通常假设一些几何学的简单化形状使计算变得可能.但与此同时也省略了关于几何形状与流动的一些其他对于自身也非常重要的影响因素。热交换的

2、装置。例如平板型热交换器，媒介蒸发冷却器，空气冷却与水冷却式冷却塔以及紧凑型热交换器.通常用平行博文金属或者多聚物平板在其进行热交换的结构内.在这些设备中，流体在这些平板之间的空间内流动，并且产生热交换.而在这些热交换器中的实际流型，通常是具有不同的波纹排列方向的两个平行波纹板之间的交叉流.这样的几何形状，加上与之对应的流动的物理现象.使得三维分析变得更复杂.媒介蒸发冷却器游戏多不同的工业甚至是日常的民用应用.例如.几多的供暖通风空调设计得益于蒸发式冷却器对空气的冷却与加湿.而且还有许多其他应用，如把这个系统加入到热汽轮机循环，在相同的电能消耗下产生更多的输出.

3、实际上，对于压缩机进气进行冷却与加湿，是循环的蒸发温度降低，同时也增加了质量流量。由于这两个原因，由于热力学问题在一年温暖与干燥的日子里会导致有更多的能量输出.在大多数关于波纹板实验工作中通常是基于导出板是换热器的总传热与传质的性质参数.例如，Warnakulasuriya和Worek实验性的研究了波纹板的三维几何形状，从而导出了办事换热器的总的热量传递.这中类型的实验性工作对于选择与设计板式换热器十分有用，但却几乎不用于决定蒸发式冷却器的性质.此外，其他关于波纹板的可用的实验基础通常都是二位的，并未包含三维方面的交叉流动.举例来说，Islamoglu和·Par

4、maksizoglu实验性的研究了二位流型及波纹板之间的传热，或者在另一项工作中，Nishimura等人实验性的建立了波纹板弧度与正选的二维流动模型并且观测了流型，他们甚至描绘了二维的几何图形，这些图形是对于三维的基本传热与传质模型所必须研究的.数值模拟极多应用于这一领域.它们之中绝大多数，尤其是在三维的研究中是基于商业代码.例如，在许多关于板式热交换器的工作中，Mehrabian和Poulter用CFX商业代码建立了有关波纹相交方向的波纹板换热器的交叉流动模型.他们推导出了三维速度分布和一些板式换热器的传热系数.其他费商业代码和相应的数值模型只要都是二维的.这

5、主要是因为对这样的几何形状三维建模的复杂性.Wang和Vanka建立了波纹板的二维正弦模型.运用了有限的不同的方法从而推导出稳态与非稳态的摩擦因素和纽塞尔数.这种几何图形已由Nishimura等人在先前的实验研究过了.Niceno和Nobile用Covolume的方法分析了相同的几何图形，并且证实了几何图形与先前的实验结果相一致.而且Mahmud等人和Zhang等人将三维流动假设为二维，并且运用了不同的边界条件对波纹板之间的流动进行数值研究.尽管做了这些工作，但人们依旧致力于建立波纹板蒸发冷却器的模型.独立的说，许多数值的、实验的、分析的方法已被研究出来。但大多

6、数研究者仍在一维、二维的空间内进行研究。这可能还是由于建立三维模型的复杂性造成的。例如，Dai和Sumathy分析波纹板型直接蒸发冷却器。他们简单地建立了一个轻薄的水薄膜层以及解决了水流与空气流的一维能量方程。MadhawaHettiarachchi等人用NTU的方法从分析与数值上建立了一个简洁媒介蒸发式冷却器模型。Wu等人介绍了一种外加的粘性力为了从理论上...与数值上建立波纹板的复杂的几何形状内压降所产生的影响的模型并且推导出蒸发式冷却器内流动的热力学性质。他们的简化方法使控制方程可以用一个简单的矩形域较容易的解出。但却存在忽略了一些物理的因素。同时，Bes

7、hkani和Hosseini等人，从数值上建立了正弦波纹板之间的三维空间模型。他们推导出了关于具有假设一块板片是平直的。而另一块板片是波纹状的一些简化几何形状的媒介蒸发冷却器内的饱和效率。现在似乎几何形状的复杂性、网格生成以及流动的物理性质已成为波纹板内的三维流动模型提高精确性的主要问题。显而易见的是现在没有一个值得信任的几何模型，目前的成果都还不够精确。而在提供像非稳态或者两相流动的更多细节公式时也不够可信。只有建立起更多精确的几何模型可能解决这些问题。在目前的工作，已经是这在媒介蒸发冷却器内建立非常相似的几何形状。为了温度领域的性质和饱和效率。（如Fig.1

8、a几何造型示意图所示）.