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冷却器传热的数值模拟及影响因素分析

作　者: 王雪
导　师: 谢安国
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 热能与动力工程
关键词: 管式蒸发冷却器冷却性能优化设计计算机模拟
分类号: TQ021.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

蒸发冷却系统中通常使用开式冷却塔为冷却水等各种工艺介质降温,由于冷却水与通入的空气直接进行接触,不但导致冷却水很容易受到污染,而且严重浪费水资源。但是,将管式蒸发冷却器作为核心部件制成闭式冷却塔,由于被冷却的工质通过蛇形盘管与管外的冷空气进行热交换,不但可以使被冷却的工质免受污染,还可以将被冷却工质循环使用,因此,管式蒸发冷却器以其节能,环保及较低运行费用的优势被广泛应用于冶金,化工,纺织等行业,但目前对其换热性能及影响因素的研究还很少。本课题在热质交换的基础上,进行合理假设,建立数学模型,得出了各种影响因素对换热性的作用规律,分析结果对冷却器优化设计提供了理论依据。为生产厂家和用户在设备选型和参数的选择中,提供有价值的参考。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1. 绪论  10-22
  1.1 前言  10-12
  1.2 蒸发冷却技术的历史及发展  12-13
  1.3 蒸发冷却技术在国内外的应用  13-19
    1.3.1 国外研究现状  14-17
    1.3.2 国内研究现状  17-19
  1.4 蒸发冷却技术的前景  19-21
  1.5 本课题的研究内容与意义  21-22
2. 数值模拟技术  22-27
  2.1 数值模拟技术  22-23
  2.2 数值模拟的步骤  23-25
  2.3 数值模拟技术的特点  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3. 数学物理模型的建立及换热过程模拟  27-40
  3.1 管式蒸发冷却器的原理及结构  27-31
    3.1.1 管式蒸发冷却器的工作原理  27-29
    3.1.2 换热盘管布置形式  29-30
    3.1.3 冷却器的结构参数  30-31
  3.2 物理模型  31-32
  3.3 模型网格划分  32-33
  3.4 控制方程  33-36
    3.4.1 质量守恒方程  34-35
    3.4.2 动量守恒方程  35
    3.4.3 能量守恒方程  35-36
  3.5 模型的选择  36
  3.6 边界条件的处理  36-37
  3.7 前处理、求解及后处理  37-39
    3.7.1 控制区域离散化  37-38
    3.7.2 求解  38
    3.7.3 后处理  38-39
  3.8 本章小结  39-40
4. 数值模拟及结果分析  40-53
  4.1 模拟平面分布图  41-44
  4.2 温度矢量分布结果  44-47
  4.3 温度矢量分布的特性分析  47-49
  4.4 速度矢量分布的结果  49-51
  4.5 速度矢量分布的特性分析  51-52
  4.6 本章小结  52-53
5. 管式蒸发冷却器出口温度的影响因素分析  53-60
  5.1 冷却水流量对出口温度的影响分析  53-55
  5.2 入口空气流量对冷却水出口温度的影响分析  55-57
  5.3 入口空气焓值对冷却水出口温度的影响分析  57-59
  5.4 本章小结  59-60
6. 管式蒸发冷却器相关参数分析  60-68
  6.1 强化传热的方法  60-61
  6.2 管式蒸发冷却器传热效果的影响因素  61-62
  6.3 冷却水流量（流速）对除热量的影响  62-63
  6.4 空气流量（迎面风速）对除热量的影响  63-65
  6.5 入口空气焓值对除热量的影响  65-67
  6.6 本章小结  67-68
7. 结论  68-71
  7.1 研究结论  68-69
  7.2 研究的不足之处  69
  7.3 展望  69-71
参考文献  71-76
致谢  76

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