用FLUENT软件对圆管、扭曲管和交变曲面波纹管3种管束中空气的速度场、压力场及温度场进行了模拟,在适当简化模型的基础上,采用可实现k-E模型,强化壁面处理方法和速度-压力耦合的SIMPLE算法,获得了有代表性的来流流场及其对传热与流阻性能的影响量。研究表明扭曲管和管外亲水处理都能获得较好的水膜分布,而且还可以达到减小水膜热阻和提高蒸发式冷凝器传热性能的目的。研究结果对蒸发式冷凝器的设计和实际应用具有一定的指导意义。

 

    可见,蒸发式冷凝技术在国内的研究开始得较晚,理论研究主要体现在实验分析方面,通过实验得出的关联式和国外的相比也不尽相同。而模拟计算所采用的数学模型主要以国外的理论为依据,通过实验和模拟计算的结果比对,其相对误差较大。由于蒸发式换热器内部的传热传质机理非常复杂,通过国内外的理论研究表明,要精确的描述蒸发式换热器的传热传质过程,仍有很长的路要走。

 

    4蒸发式冷凝器应用状况和存在问题

 

    4·1蒸发式换热器应用研究

 

    蒸发冷凝技术的应用带来了巨大的经济效益和社会效益,其广泛用于航空发动机、燃气涡轮机、空气压缩机等机械装置中。目前,由于工业生产及人们生活的需要,该技术越来越受到人们的关注与重视。而市场经济的发展,为蒸发式冷凝器的应用提供了有利条件。由于蒸发式冷凝器是蒸发式换热器中的主要换热设备种类,所以本文着重介绍蒸发式冷凝器在国内的应用状况。

 

    目前,国内蒸发式冷凝器的生产,除了上海、大连两大合资企业外,还出现了一批中小生产企业。2001年,Yunho·hwang等人依据ASHRAE第116号标准,对蒸发式冷凝器和空气冷却式冷凝器在常见小型系统中的应用进行性能评估。结果表明,蒸发式冷凝器比空冷式冷凝器制冷量高出1·8%~8·1%,COP的值高出11·1%~21·6%,SEER的值高出14·5%,压缩机的能耗降低了11·4%[47]。K·AManske等人对蒸发式冷凝器在工业制冷系统中的应用进行了模拟和试验研究,对冷凝器的选型和压力控制进行了优化,文献提出的优化控制方法可以使系统的年运行能耗减少11%[48]。由于蒸发式冷凝器具有良好的节水、节能特性,所以蒸发式冷凝器市场的竞争十分激烈,在降低成本的同时提高蒸发式冷凝器的性能成为企业当前迫切需要解决的问题。