基于cfd的蒸发式冷凝器模拟及二次开发探讨

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1、东南大学硕士学位论文基于CFD的蒸发式冷凝器模拟及二次开发探讨姓名：朱宏达申请学位级别：硕士专业：制冷与低温指导教师：王晓20090306摘要当今社会，环保节能日益成为各行各业乃至社会各届的共识，对于暖通制冷行业来说尤为如此。据有关部门统计，在能耗高峰期间，空调能耗能占建筑能耗的比例占到40％。所以，对于空调系统能耗、节能措施的研究分析一直在积极地开展之中。其中，目前得到广泛使用的蒸发式冷凝器，相比于风冷冷凝器，冷凝效率大幅提高：相比于水冷冷凝器，能够节省用水量80％以上。同时，随着计算机硬件发展日新月异以

2、及计算流体力学(CFD)在理论与算法实现方面的迅速突破，商业用CFD软件包也进入发展成熟、广泛运用的阶段。以往仅凭借于实验的研究方法正在悄然发生变化。虽然数值模拟尚有许多缺陷和不成熟之处，不可能在短时间内替代实验，但是在某种程度上数值模拟有着先天的优势，比如较少受外部环境的影响、通用性强、成本较低；从目前的趋势来看，数值模拟正在起着越来越重要的作用，正在成为理论、工程应用可行性、经济性分析不可或缺的部分。基于以上两点考虑，本文则基于目前较为流行的ANSYSCFX／FLUENT软件包对管式蒸发式冷凝器的管问流

3、态、换热性能进行数值模拟。选取圆管喷淋式蒸发式冷凝器作为研究对象，进行流态与换热性能的研究分析。在流态模拟阶段：首先，根据已有文献确定流态转变的临界参数，并由此确定相关模拟参数；其次，纳维嘶托克斯方程建立流动、传热传质的数学模型，并确定模型中相关源项的设置；然后在不同工况下进行模拟；最后对模拟数据汇总分析。在传热分析阶段：根据已有文献确定传热传质模型，并由此确定相关参数。然后以流态模拟稳定后的结果作为初始条件，加载传热传质载荷进行不同工况下换热性能模拟了：最后对模拟数据汇总分析。最后，通过研究ANSYSCF

4、X的开发接口，实现了简单的二次开发，以达到简化操作、增强功能的目的。本文通过模拟分析对蒸发式冷凝器参数最优值提出了建议，为改进蒸发式冷凝器的性能提供了理论依据，并为后续研究提供了理论参考。同时，通过二次开发的初步探讨，抛砖引玉，阐明了二次开发的可行性与实用性。关键字：计算流体力学；数值模拟；蒸发式冷凝器；流态；传热传质；两相流动ABSTRACTIncurrentsociety,environment-protectionandena-gy—savingisbecomingcommonscaflesinvar

5、iotlsindusu-y删，especiallyinHVACfield．Theauthoritystatisticsshowsthattheelectricit烨onsumptionofairconditionsystemcovers40％oftheenergyconsumptionofwholebuildingwhenmeetsthehigh-peakoftheelectricit炉onsumption．Sostudyonthebuildingenergy-savingbymethodsofreform

6、air-conditionersystemsarealwayshotspots．Amongallofmethods，theevaporativecondenserisusedwidely,foritshigh-efficiencywhich伽save80％waterconsumptioncompared、玑thwater-cooledcondenser．Inrecentyears，withthefastdevelopmentofPChardwareandComputationalFluidDynamics(

7、CFD)，theformerresearchmethodwhichWasbasedOiltheexperimentshasbeenchangedandthecommercialCFDsoftwaregraduallybecomematureandisappliedwidely．Numericalsimulation,whichhasbigadvantagessuchasthelessinfectionbytheoutsides，commonapplicationandlowercost,isplayingm

8、oreandmoreimportantrolesintheories，engineeringapplicationfeasibilityandeconomicalanalysis．Althoughitstillhassomeshortcoming，SOitcan’tbetakenplaceinshorttimes．Regardingthepreviousconcerns，myarticlefocuses011th