Numerical Simulation and Experimental Studies of Air Treatment Process with Water Spray of One Row Counter Flow

The present work is focused on heat and mass transfer in a direct evaporative air cooler of one row counter flow spray. Models of the two-phase flow in such a air treatment system have been developed. The fields of temperature and relative humidity in spray chamber, as well as the trajectories of sprayed drops have been obtained by numerical method. Experiments aiming at quantifying the system performance and its influence factors have been conducted. It indicates that the increase of air velocity and water/air ratio while thedecrease of nozzle density are favorable. The performance of the system of parallel flow spray and counter flow spray have been compared by means of humidifying efficiency. Comparison between numerical simulation and experimental results demonstrate good agreement for outlet air temperature with a maximum error of 8% observed for air relative humidity.     

Numerical Method for Heat and Mass Transfer in Air Washer-2.Spray Drop Trajectories of Horizontal Parallel Flow

Air Washer are employed in large air-conditioning sys-tems for dust removal and for evaporative cooling withappropriate design which can result in energy saving.Topredict the heat and mass transfer in water spray-air-flow system,a two-dimensional numerical model simu-lating the conservation of mass,momentum and energyof air and water are developed.Further,drop trajecto-ries in the case of horizontal parallel flow in air washerhave been simulated.The results of the simulations areused to investigate the effect of the initial droplet size,the spray angle and the airflow velocity on the drop ve-locity field and drop trajectories.     

Analysis of the Thermal Performance on Cooling and Dehumidifying Process in Air Washer

On the bads of theory and experiment, this paper studies and analyses the factors such as water - air ratio, air velocity, spraying water pressure and initial water temperature, which affect the heat and mass transfer in air washer , thus can help us to reduce the power consumption and Improve the efficiency of heat and mass transfer.     

中国西北地区蒸发冷却技术应用状况的研究

在深入调查研究蒸发冷却技术在中国西北地区空调工程中应用状况的基础上，系统分析了目前应用中所存在的主要问题，并提出了今后的改进措施和研究方向。     

蒸发式冷却器的传热传质试验研究

对蒸发式冷却器传热传质试验结果的数据处理进行了讨论,重点是它的容积散质系数以及工艺水到水膜的传热系数．介绍了试验台和各测试仪表,给出了对两个试件的测试结果,整理了βｘｖ和Ｋ的变化规律,并与计算结果作了分析对比     

Numerical Method for Heat and Mass Transfer in Air Washer——1.Mathematical Solution for a Droplet Evaporating in Finite Surrounding Airstream

The main objective of this paper is to develop a simpleand efficient numerical model for estimation of heat and mass transfer between water spray drops and airstreamin horizontal parallel flow which enable us to accurateprediction of evaporative cooling performance.Thephysical process of a droplet evaporating in finite airflowhas been studied.Four basic differential equations havebeen developed with their numerical solutions providedby figures.     

横流式蒸发冷却器的热力分析

横流式蒸发冷却器中工艺水、喷淋水和冷却空气呈三维流动，基于逆流式的热质交换模型提出了一种准三维的计算方法，可有于设计或校核计算，定义了一系列无量纲参数，通过计算得到了横流式ε￣ＮＴＵ之间的关系线图；讨论了各种参数对其热力性能和ε￣ＮＴＵ关系的影响，所得结果可供蒸发式冷却器的计算和工程设计之用。     

板式蒸发式冷凝器传热传质的数值模拟

基于VOF算法,建立了板式蒸发式冷凝器气-液两相降膜流动传热传质的计算模型,该模型考虑了表面张力动量源项和气-液相间传热传质源项．并利用该模型,定量分析了不同壁面热流密度、液相进口温度和空气速度下竖直板面的温度分布、气-液界面处潜热和显热换热量的相对关系．计算结果显示,液膜和空气内温度随壁面热流密度的增大而增大,在气液界面处,温度梯度存在不连续;气-液相界面处的换热主要形式为水蒸发传质引起的潜热换热为主、空气显热传热为辅,并且传热热阻主要集中于水膜内;并且随风速的增加,相间传质量也随之增大．     

法国Carrier喷水室冷却去湿过程热工性能的研究和分析

本文在理论分析及实验的基础上,分析研究了最近我国引进的法国Carrier喷水室中,空气被冷却去湿处理时,喷排间距、喷水方向、水气比、空气流速、喷水压力、喷水初温等因素对热二性能的影响,从而提出了提高喷水室热湿交换效率和减少能耗的途径。可供在空调运行及设计时参考。     

陶瓷泡沫填料逆流直接蒸发冷却热质传递特性的实验研究

采用30 PPI的氧化铝(Al2O3)陶瓷泡沫块作为蒸发冷却器填料,在人工环境舱中进行了逆流直接蒸发冷却实验.着重研究了填料厚度、进口空气的干球温度、湿球温度以及空气流量对填料热质传递性能的影响.选用冷却效率和加湿量分别作为热传递和质传递性能的评价指标.实验结果表明,以氧化铝陶瓷泡沫为填料的直接蒸发冷却器,冷却效率最高可以达到0.88,出口空气的含湿量最大可以增加3.15 g/kg.当进口干球温度、进口湿球温度升高以及空气流量增大时,陶瓷泡沫的冷却效率都呈下降趋势.加湿量随着进口干球温度的升高而增加,但是随着进口湿球温度升高和空气流量增大而减少.在相同实验条件下,2层陶瓷泡沫的冷却效率、加湿量都高于1层的冷却效率和加湿量.     

逆流湿式自然通风排烟冷却塔的数值模拟

基于气液两相间传热传质及流动理论,针对冷却塔内不同区域的工作特性,建立了加入烟道后逆流湿式自然通风冷却塔三维数学模型.采用欧拉-拉格朗日方法对塔内连续相和离散相运动进行分析,考察了烟道对冷却塔性能的影响,同时研究不同侧风速度下排烟冷却塔的工作状态,将所得结果与传统冷却塔进行对比.结果表明:常规冷却塔内加入排烟管会增强冷却塔的冷却效果;侧风会减小冷却水在冷却塔中的温降且不利于塔口烟气排放;侧风会加剧冷却塔上部内壁面腐蚀情况.     

基于湿球温度的板式蒸发空冷器传递模型分析

根据热力学和传热学理论,建立了板式间接蒸发式空冷器传递过程的微分方程组.引入空气湿球比热和对流换热系数,推导得到了基于空气湿球温度的数学传递模型.应用四阶-龙格库塔法求解了高炉循环水板式蒸发冷却器基于湿球温度的传递模型,得到了热流体、喷淋水、空气干湿球温度的变化规律和各流体的换热强度情况.实测结果验证了理论计算值的准确合理性.该分析模型为进一步探讨对数平均温差法和传热单元数法直接应用于蒸发式空冷器提供了理论依据.     

湿地降温增湿效应的数值模拟研究

采用数值模拟方法研究湿地对周边区域空气的降温增湿效应，建立了空气、水气的流动与扩散混合模型，描述给定空间的传热传质过程．控制方程包括连续方程、动量方程、能量方程和水气守恒方程．对每一相各自的流动，采用κ-ε双方程模型；对于两相的湍流流动，采用混合湍流模型．用FLUENT软件进行数值计算，得出给定区域的空气温度、相对湿度的空间分布．对实测案例进行了数值模拟，计算值与测定值符合良好，表明所建立的模型和计算方法可以很好地描述湿地对周边区域空气温度和湿度的影响．由等温线可以看到，低温空气的扩散在近湿地处，影响最大的区域距地面一定高度．冷空气从湿地边沿向远处及上下扩散，在温度最低区略有上升，到一定远处又下降至地面．对于相对湿度，在靠近湿地区域水气对地面附近的影响比气温影响明显，而远处水气对地面附近的影响不及气温影响大．     

换热器翅片表面空气流动热力过程的数值模拟

为了减少换热器翅片设计中的盲目性和复杂性，利用FLUENT软件模拟了发生在双排／叉排波纹翅片表面的空气流动和传热过程．在合理简化物理模型的基础上，采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法，获得了有代表性的翅片表面温度分布、换热系数等值线图，以及表面气流速度矢量图和相关计算数据．分析了翅片入口风速对翅片表面的温度、气流流动、换热系数、换热量及气流阻力的影响．结果表明，增大入口风速有利于提高翅片的换热性能，但同时又会增加系统能耗，因此入口风速的确定必须考虑系统性能的优化．     

水平多孔窗内蒸发现象与制冷效应的二维数值模拟

从连续介质力学的观点出发,建立了描述非饱和多孔介质内部热质传递现象的二维稳态模型.并用此模型对水平多孔窗的传热传质过程进行了数值模拟,得到了不同运行工况下的床内各量的场分布及其蒸发制冷量分布,从而揭示了环境参数与多孔窗内部热质传递及其换热性能之间的内在联系.     

沙漠甲虫背部凝水分析

基于沙漠甲虫利用由亲水突起和疏水凹槽组成的背部凝聚空气中水分的现象，分析凝水过程物理机理，给出数学描述．将凝水过程分作三个阶段，吸聚：小雾滴在背部亲水突起上吸附，长大成小水珠；聚合长大：单突起上直径为1—2mm的小水珠因不能脱落而与邻近水珠聚合，之后长大为大水珠；脱落：大水珠从背部脱落，流入甲虫口中．导出了水珠脱落半径与甲虫背部表面及外界环境参数的数学关系，得出风速为5m／s时，直径至4．1--5．6mm的水珠以滑动方式脱落，这与文献中实际观察到的水珠脱落直径为4—5mm基本一致．     

增湿型空冷器喷嘴热工特性比较实验研究

针对空冷机组在夏季高温天气不能满发的问题,采用喷雾增湿以降低入口空气的干球温度,选用波纹板式增湿型空冷器对3种喷嘴布置方式的降温特性、空气侧与热水侧阻力、传热特性进行实验研究.结果表明,在空气冷却效果及热水冷却效果方面,压力式螺旋型喷嘴较优.得到了3种喷嘴布置方式的波纹板式空冷器阻力降关联式、换热系数关联式.通过对喷嘴喷雾降温特性的研究,拟合得到了接触系数与空气质量流速和水汽比关联式.     

空气-水鼓泡流动的阻力与蒸发传热特性

实验研究了一种新的适用于蒸发冷却过程的鼓泡装置的阻力与传热特性.实验中将换热盘管浸没于空气-水的鼓泡层中,空气-水两相流通过盘管的表面.这种换热方式可以极大的提高换热管与空气之间的换热系数,降低水泵功率的消耗,而且对气流速度的要求低于空冷式冷凝器.文中给出了空气穿过空气-水鼓泡层的压降以及盘管与冷却水之间换热的实验数据,该结果显示影响压降及换热系数的因素包括多孔板的几何尺寸,鼓泡层的高度,空塔速度及热流密度.换热盘管与冷却水之间的换热系数比管外降膜冷却的换热系数大2倍多.     

通风空调送风管段内三维流动的数值模拟

通风空调系统中送风口出流特性是影响室内气流组织的重要因素．在用数值模拟方法预测室内气流组织时,通常将送风口处的气流速度分布简化为均匀分布,而实际的通风空调系统,送风口前常接有弯头、三通、变径等部件,送风口出流可能存在不均匀、通过对送风管段内三维流动的数值模拟,分析送风口处的气流分布情况．数值模拟结果表明各送风口处流速分布存在不同程度的不均匀现象,如果进行室内气流组织的数值计算时,仍按均匀分布进口边界条件给定,则将会产生较大的误差。     

翅片管式换热器空气侧流动及换热性能的数值模拟

借助CFD软件对3种不同类型的翅片管式换热器(平直翅片、均匀波纹翅片和倾角渐增波纹翅片)的流动传热性能进行了三维数值模拟计算,得出了在不同入口风速下各流域中心面的温度场、压力场和速度场分布图,计算出各翅片表面在不同风速下的平均传热系数和阻力系数,并与相关实验数据对比,证明该数值模拟的正确性.研究结果表明,倾角渐增波纹翅片的平均努谢尔数比平直翅片的高13.8%~29.3%,比均匀波纹翅片的高5.5%~10.3%,其强化传热效果显著.