周期性喷雾蒸发冷却中最佳占空比试验研究.pdf

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1、四川建筑科学研究第40卷第1期334SichuanBuildingScience2014年2月周期性喷雾蒸发冷却中最佳占空比试验研究李云忠，高理福，常跃辉，刘超(西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010)摘要：利用试验研究的方法研究周期性喷雾蒸发冷却中占空比的变化对换热器换热性能的影响。结果表明，在气水压力比不变时，不同气水总压在不同换热器进水温度时，所对应的最佳占空比是不同的。关键词：周期性喷雾；蒸发冷却；最佳占空比中图分类号：TK172文献标志码：B文章编号：1008～1933(2014)01～334—03脉冲宽度，调整喷雾的占空比(脉冲时间占整个周O引

2、言期的百分比)，研究占空比的变化对换热器换热性蒸发冷却按照其工作原理可以分为直接蒸发冷能的影响。却、问接蒸发冷却和直接一间接蒸发冷却三种形式。1喷雾冷却试验系统间接蒸发冷却技术是新发展起来的一种新型空调制冷技术，它与一般机械制冷相比，可以大大降低空调喷雾冷却系统由三部分组成：制冷能耗。问接蒸发冷却与其他冷却技术相比，它1)供液喷雾系统：空气压缩机、流量控制阀、换具有换热效率高、系统结构简单、节能等优势，是强热器、喷嘴、电磁阀、继电器、连接软管等；化换热技术的主要发展方向之一。它又与我国建设2)热源：恒温水箱；环境友好型社会相一致，具有很好的开发前景。喷3)数据采集系统：

3、压力计、流量计、温度计、脉雾冷却(SprayCooling)是利用压力使工质经喷嘴形冲控制仪等。成非常细小的液滴(SAUTER平均直径d32在100喷雾冷却的试验系统如图1所示。m量级左右)冲击热表面，在表面形成极薄的液膜并蒸发，在表面较低过热度的情况下能够通过汽化潜热以及小部分的对流作用带走大量的热量。近年来各国学者就喷雾蒸发冷却进行了大量的研究，主要以试验研究为主，理论研究及数值模拟相对较少。由于喷雾冷却技术的换热原理及其影响因素比较复杂，尚不能从原理上揭示其本质。因此当前的主要工作还是研究分析喷雾冷却的基本原理及图1喷雾冷却试验系统影响因素。本文是将喷雾蒸发冷却技

4、术运用到自然环境下喷雾系统是试验平台的重要组成部分，主要由常规空调。在现有的文献中，只有少数研究涉及到空气压缩机(型号：V-()．6／8；工作压力：8MPa；转该领域。本文采用试验研究的方法，以周期性喷雾、速：960r／min；功率：4kW；空气容积：9OL)和市政气一水雾化装置为研究对象，研究影响喷雾冷却关键供水组成。水来自市政供水，空气压缩机提供一定因素之一的占空比的变化对换热器换热性能的影压力的压缩空气，两者融合并产生足够的压力使水响。旨在探讨处于自然环境下的空调系统采用固定经喷嘴雾化喷射于换热器表面。试验用到的仪器如下：1)水压力表参数：量程为0～0．6MPa，

5、最小分收稿日期：2013-07．11作者简介：李云忠(1987一)，男，硕士在读，研究方向为空调节能。度值为0．02MPa，气用压力表参数量程为0～10基金项目：四川省教育厅重点攻关项目(10ZA019)ks／cm，最小分度值为0．2kg／cm。E—mail：zhongyunli@foxmail．com李云忠，等：周期性喷雾蒸发冷却中最佳占空比试验研究3352)流量计：水侧：LZB一10(量程6—60L／h，最小一换热器进水温度5O度气水总压03MPa一换热器进水温度50度分度值2I／h)；气侧：LZB-25(量程l一10m／h，最气水总压0．35MPa—一换热器进水温

6、度5O度小分度值0．2m／h)。气水总压04MPa—‘换热器进水温度s0度3)温度计：TP3001便携式数字温度计(测量温气水总压0．45MPa一换热器进水温度50度气水总压0．5MPa度范围一50％～300clC，温度分辨率0．1℃，温度测量精度±1℃)。图3换热器进水温度5O℃。气水总压为4)热源：电加热数显三用恒温水箱，型号为0．3～0．5MPa。占空比随汽水总压的变化HH-420／600．GON(温度波动度±1oE，示值误差3结果分析±0．1oE)；规格为HH-420／600，功率为1000～1500由图2和图3分析可得：w。工作电压为220V／50Hz。控温范

7、围为室温1)在气水压力比不变时，换热器的进水温度相一100℃。温度波动度±1℃。示值误差±0．5℃。同、气水总压相同的条件下，占空比都是先增大后减工作室尺寸为600mm×300mm×210mm。小。原因是脉冲喷射就是喷一下，在换热器面形成5)换热器：翅片式单管铜质换热器(300mmX了一定厚度的液膜，停一下，液膜必定因受热蒸发会300mm)，共两个相连组成。逐渐变薄，喷的时间应能使换热器表面形成液膜；而6)脉冲控制器：WHS．FC1脉冲控制仪(脉冲间、髓哺繁蝈稚穰停的时间，应能使换热器表面不会因液膜的完全蒸隔时间的调节范围0．1～99．9