英文翻译——横流板式间接蒸发热回收器换热效率分析

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1、横流板式间接蒸发热回收器换热效率分析刘学来1,2李永安1李吉志1杨洪兴3陈恒亮41中国石油大学机电工程学院2中国山东建筑大学热能工程学院3中国香港理工大学建筑维修工程学院4山东产品质量监察协会【摘要】本文建立了横流板式间接蒸发热回收器的数学模型。采用有限容积法对数学模型进行了求解。通过对数学模型的求解，得出了新风及排风在流动方向上的温度分度，横流板式间接蒸发热回收器的效率是通过ε—NTU方法分析的，横流板式间接蒸发热回收器设计时使用的传热单元数的提出是出于新风适宜进行热交换的情况，对横流板式间接蒸发热回收器实际设计时，新风侧传热单元系数采

2、用0.8-2.5、排风侧传热系数采用0.5-1.7较为适宜。关键词蒸发换热,数字模型,换热效率,传热单元数,温度分布【引言】应用横流板式间接蒸发热回收器在空调系统中进行能量回收具有很大的潜力，本文中提到的室外空气即新风在没有增加水分的情况下被冷却，与此同时室内空气既排风的能量被回收，空调系统的能量消耗随之得到降低。水被直接喷淋到热回收器的排风侧，新风和排风交错流动，新风侧的热量通过平板传到排风侧，水被蒸发，以使排风的含湿量和焓得到升高。横流板式间接蒸发热回收器的结构原理如图1所示。在横流板式间接蒸发热回收器中热量交换和质量交换同时发生，在

3、相界面上水分蒸发的相变潜热改变了新风及排风的热传递特性，传输机理相当复杂。为了对蒸发冷却热量交换器做研究，应该分别做出假设，Maclaine-cross和Banks假设排风侧水蒸发薄膜不变并且同时有水连续不断的补充到表面是温度的线性函数，作者为湿表面热交换器提出了一个线性近似模型，他们用已经证明了的相同公式或者图解说明来确定湿表面热量交换器有效，StoitchkovandDimitrov创立了一种快捷的方法计算湿表面横流换热器效率，它对根据Maclaine-cross和Banks的方法预估效率的方法进行了修正。这个修正被Stoitchko

4、v和Dimitrov创立，还考虑到水膜平均温度和气压，为对湿面热交换器的实际情况类推干表面热交换器给出了可行的快捷的程序.。本文将在Stoithkov和Dimitrov的数学模型的基础上建立横流板式间接蒸发热回收器的数学模型.为了获得新风及排风在流动方向上的温度分配，采用有限容积法对热回收器数学模型进行求解，ε—NTU方法对横流板式间接蒸发热回收器的换热效率进行分析。2数学模型首先做如下假设，假设模型满足以下条件：1）干空气的定压比热容cp、水的定压比热容 cw、水蒸气的定压比热容cv、水蒸气的气化潜热r0、 大气压力B、水蒸气饱和压力p

5、w是常数；2）在气道内只有基本的热量传递，d1恒定不变；3）满足刘伊斯关系式。2.1新风道的能量平衡方程当新风内板面温度高于露点温度时，新风道内只有可感热流显热流。公式如下：1）总热平衡方程：2）把（1）式代入（2）式得到：(3)这里将此式代入（3）式，得到：(4)2.2排风道热平衡方程总热流量由显热和潜热流量组成(5)(6)总热平衡方程(7)将（5）式（6）式代入（7）式得到：(8)将这些方程式代入（8）式得：(9)水膜的热平衡方程显热流：(10)潜热流：(11)总热平衡方程：(12)将（10）（11）式代入（12）得：(13)水膜的减

6、少等于排风中水分的增加：(14)这里将这些方程带到（13）式中得到：（15）总质量流量平衡方程：（16）根据刘易斯关系式：（17）Cw是饱和湿空气贴近水膜时的质量分数。C2是排风侧水的质量分数。根据参考【6】：（18）（19）Pv和d2有如下关系：（20）将式(17),(18),(19),(20),代入(16)得到：（21）微分方程(4),(9),(14),(15)和(21)是横流板式间接蒸发热回收器的数学描述.。数学模型的结构和离散型式如图2。已知横流板式间接蒸发热回收器几何特点和入口边界条件，这些微分方程可以由有限容积法解决，得到水膜

7、出口参数，新风和排风参数。图2微元控制体示意图3介绍换热器效能ε和传热单元数根据Maclaine-crossandBanks[2],横流板式蒸发冷却器的效能是（22）根据参考文献[2]和[3],引进无量纲参数传热单元数。一次风道的传热单元数定义为:（23）二次风道的传热单元数定义为:（24）这里是二次风平均比热容[7]:（25）总的传热系数通过下面的方程计算出（26）水膜的厚度δw太薄水膜的热阻可以忽略，因此（27）一次空气的传热系数为（28）同理,忽略水膜的热阻，因此（29）干式传热传热系数α1=α2，通过方程Stoithkov[3]:

8、计算（30）传热系数αw通过下式计算[6]:（31）4效率分析采用新风及排风不同的入口参数和传热单元数，然后根据固定体积方法解决上述数学模型问题。效能随NTU1和NTU2的变化的分布如图3所示