風(fēng)冷與蒸發(fā)冷卻并聯(lián)復(fù)合型冷卻塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析.pdf

1、風(fēng)冷與蒸發(fā)冷卻復(fù)合型冷卻器是采用空冷翅片管和蒸發(fā)冷卻光排管并聯(lián)連接作為換熱單元的一種高效節(jié)能換熱構(gòu)件，屬于管式間接蒸發(fā)冷卻器(Indirect Evaporative Cooler)的一種復(fù)合模式。復(fù)合型冷卻器的特點(diǎn)是系統(tǒng)能依據(jù)不同季節(jié)的氣候變化情況可進(jìn)行運(yùn)行模式的切換，有效節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行能耗。通過(guò)合理的分析和設(shè)計(jì)其流量分配和面積配比，使該設(shè)備能提高其換熱效率并且具有良好的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性。
　　首先，本課題研究是基于熱濕交換理論，通

2、過(guò)翅片管和噴淋水中光盤管的傳熱傳質(zhì)過(guò)程分析，建立出各自的傳熱傳質(zhì)微分方程組。針對(duì)微分方程組中各變量進(jìn)行假設(shè)，計(jì)算得到微分方程的近似解，為后續(xù)的復(fù)合型冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的理論研究基礎(chǔ)。
　　其次，復(fù)合型冷卻器實(shí)際運(yùn)行包含著復(fù)雜的熱交換形式，為便于理論的研究，本課題對(duì)研究模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，對(duì)兩種不同工況的換熱形式進(jìn)行分析。課題選用濟(jì)南市某化工廠作為實(shí)例進(jìn)行研究，在工廠工藝對(duì)冷卻水量和水溫需求確定的前提下，采用計(jì)算機(jī)程序?qū)Σ煌髁颗浔葧r(shí)

3、翅片管與光盤管的出口溫度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合濟(jì)南市典型氣象年的設(shè)計(jì)用室外氣象參數(shù)，推導(dǎo)計(jì)算得到翅片管與光盤管的理論設(shè)計(jì)表面積。為簡(jiǎn)化后續(xù)工程設(shè)計(jì)參數(shù)確定的過(guò)程，本文基于Visual Basic計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編制了計(jì)算機(jī)仿真程序可視化窗口軟件。設(shè)計(jì)師可通過(guò)不同地區(qū)的設(shè)計(jì)用室外氣象參數(shù)、所選用的熱工藝介質(zhì)參數(shù)、以及噴淋參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的手動(dòng)輸入，進(jìn)而計(jì)算得到翅片管與光盤管的理論出口溫度和設(shè)計(jì)表面積。
　　最后，本文還對(duì)該冷卻器進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化研究

4、。在不同的設(shè)計(jì)工況下以最小傳熱單元數(shù)即最小換熱面積為目標(biāo)函數(shù)，以能效為約束條件，通過(guò)計(jì)算得到不同工況下傳熱單元數(shù)隨著流量配比的的變化趨勢(shì)，從而得到最優(yōu)流量配比的范圍?？梢杂?jì)算得到多種面積配比的方案，結(jié)合設(shè)備的壽命周期總費(fèi)用LCC最小為目標(biāo)函數(shù)，分別計(jì)算各方案時(shí)設(shè)備的初投資和全年運(yùn)行費(fèi)用，從中選取符合多目標(biāo)達(dá)到優(yōu)化的面積配比方案。在方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行校核停止噴淋水時(shí)管外的氣候溫度值，從而確定設(shè)備停水時(shí)間節(jié)點(diǎn)，針對(duì)該時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)設(shè)備提出一套運(yùn)行