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    时间:2020-08-13  lai源:车间净化gong程|蔯hen肪换导鋦洁净shou术室|洁净实验室-济南jin贝娱乐xia载净化gong程有限gong司  liu纋ai蝧hu: 18 次
    文章jian介:洁净室中蒸发冷却利yong研究, 1 洁净室蒸发冷却技术 1.1洁净室 蒸发冷却技术jian介 所wei蒸发冷却(Evaporative Cooling)就是利yong水分的蒸发lai降低空气的ganqiu温度,这是一种早已为ren所知的絛i路椒ā8

    1 洁净室蒸发冷却技术

    1.1洁净室 蒸发冷却技术jian介

    所wei蒸发冷却(Evaporative Cooling)就是利yong水分的蒸发lai降低空气的ganqiu温度,这是一种早已为ren所知的絛i路椒ā8鵭u一次空气和水是fu接触,蒸发冷萩hun煞治獄hi接蒸发冷却和间接蒸发冷却。水在空气中具有蒸发neng力。由yu蒸发冷却过程是襶un畓uo为制冷剂祄o琤u使yongCFCs,所以对大气环境wu污染,而且kezhi接采yong全新feng,极大di改善liao洁净室内空气品謘hengⅫ/p>

    1.2 蒸发冷却技术的发展及qi研究现状

    “空调之父”开利(Willis H.Carrier)博shi受自然界降雨过程的启发,提chu喷水室rengong微气候shexiang。至此,蒸发冷却技术的研究和应yong已有近100年的发展历史。在美guoxi南部和澳大利亚等di区,蒸发冷却广泛应yongyugongye(如纺织chang、制xiechang)、nongye(如养殖chang)、gong共yu民yong建zhu(如体育馆、展览厅)及jia居、liu动chen列箱等qi他方面的空气调节中。在美guo,已成立“蒸发冷却协会”(The EvaporativeCooling Institute,jianchen ECI)。这一组织ji极提倡应yong蒸发冷却技术,收集并chu版蒸发冷却系tong的应yong、安装、yun行yu维护shuju,发布规范、标准,肯定并jiang励对蒸发冷却进行研究,以此lai推广蒸发冷却she备在全shi界的应yong。在woguo,将蒸发冷萩hun盏骷际鮶uo为自然冷源ti代rengong冷源的研究早在 20 shi纪 60年代已yinqiguo内学者的关注。进入 21 shi纪,xi安gong程大学以黄翔老师为领头ren的蒸发冷却团dui对蒸发冷萩hun盏骷际踅衛iao大量的实验研究和推广应yonggongzuo,并取得liaoke喜的成绩。目前,蒸发冷萩hun盏骷际跻丫谛陆⒏仕唷⒛摹⑶嗪5葂ibeidi区以及广东、福建、浙江等yan海di区得到推广应yong。

    2 蒸发冷却中的shu值moni研究现状

    2.1 shu值moni技术

    Fluent 是一种zui常yong的shu值moni技术,是yongyuji算liu体liu动和传热问ti的程序,是目前市场誮ia新蕑ui大的 CFD 软件包,在美guo的市场誮ia新饰?0%。FLUENT 是yongyumoni具有复杂外形的liu体liu动以及热传导的ji算机程序。它提供liao完全的网格灵huoxing,nike以使yong非结构网格,例如二维三角形或四边形网格、三维四面体/六面体/jin字塔形网格lai解决具有复杂外形的liu动。甚至ke以yong混he型非结构网格。这种软件允许ni根ju解的具体情kuang对网格进行xiu竚oㄏ富?nbsp;/ 粗化)。对yu大梯度区域,如自由剪切层和边界层,为liao非常准确di预celiu动,自shi应网格是非常有yong的。yu结构网格和块结构网格相bi,这一tedian很ming显di减少liao产生“hao”网格所xu要的时间。对yu给定jing度,解shi应细化方法使网格细化方法bian得很jian单,并且减少liaoji算量。qi原因在yu网格细化jin限yu那些xu要更多网格的解域。FLUENT 是yong Cyu言xie祄o虼司哂泻艽蟮牧閔uoxingyuneng力。因此,动tai内存分配,高效shuju结构,灵huo的解控制du是keneng的。chu此之外,为liao高效的执行,交互的控制,以及灵huo的shi应各种机qiyu操zuo系tong,FLUENT 使yong client/server 结构,因此它允许tong时在yonghu桌面gongzuo站和强有力的服务qi上分离diyun行程序。在 FLUENT 中,解的ji算yu显示ke以通过交互界面,菜单界面lai完成。利yongfluent完成一个liu体liu动yu传热问ti的ji算liu程为:首xian利yongGambit或者qi他前处理qi完成moni对象几簑ei峁沟慕╩o以及ji算网格的生成yu划分,然后将网格导入到 fluent中进行求解ji算,zui后对ji算结果进衳ie砗头治觥Ⅻ/p>

    2.2 蒸发冷却中的shu值moni研究现状

    guo内针对蒸发冷却的理论研究qi步jiao早,也很重视,qi研究成果的理论深度和广度处yuguo际领xian水平,由yuqi涉及到liu体力学传热学的蒸发相bian和羓iao鄉iu问ti,wu论从理论还是实验角度进行研究秊ia幸欢ǖ南拗疲襨enengxu要昂贵的实验费yong。由yu受到外界条件的ganrao,实验效果会随着外界多种因素发生bian化,实验结果往往并bu准确、稳定,而shu值monibu受外界条件ganrao,moni结果jiao稳定、成本低且nengmonijiao复杂或jiao理xiang的过程,对wo们的实

    际gong程有一定的指导zuoyong。

    X.Zhao等对一种新型的逆liu露dian式蒸发冷却qi进行liaoshu值研究。shu值结果表ming,冷却效率yu空气通道的几何尺寸、空气liu速有很大的相关xing,而yu淋水温度相关xingjiao小,吸入口空气的liu速应控制在0.3 m/s~0.5 m/s[3]。Riffat 等对多孔tao瓷热管式间接蒸发冷却qi建立liaoshu学mo型,并进行liaoshu值moni和热阻分析,将ji算结果yu实验值进行liaobijiao,moni的结果neng够优化多孔tao瓷管式间接蒸发冷却qisheji[4 ]。武俊梅,黄翔、张华对zhi接蒸发冷却qi中的传热、传质过程进行liaoshu值moni研究。提chuliao将蒸发产生的水蒸汽及ban随而lai的动量、和蒸发莃i葄uo为源项jia入到空气的lian续xing方程、动量方程、neng量方程中,空气的湍liumo型中当量粘xing系shu采yong经验gong式[5]。Yan Wei-Mon 对通道内降膜蒸发冷却的对liu传热传质进行liaoshu值研究。通过tong时yongshu值方法研究液膜yu空气之间的质量、动量、neng量控制方程,并考lv对空气使yongliao低lei诺shu k-e 湍liumo型。结果表ming莃i却菡颊鋈攘kan莸闹饕糠郑岣呷肟谝耗の露群徒档鸵耗ぶ柿縧iu率以及提高空气liu动的lei诺shu,均有助yu提高冷却效率[6]。

    tong济大学的杨建坤、张旭、xu琳对长5 m、宽4 m、高 3 m 的蒸发冷萩hun盏鞣考涞钠鴏iu组织进行liaoshu值moni,主要针对房间的三维温度场、速度场以及热舒蕇hou副杲衛iaomoni。结果表ming:蒸发冷萩hun盏鱭ineng够有效di改善室内热环境,使在通feng和空气调节方面满足ren体的热舒shi要求,并且在常规满足zuibu利条件时空调要求的sheji方案,shiyongyu蒸发冷萩hun盏鞯膕heji[7]。湖南ke技大学的段满清以zhi接蒸发冷却qi为研究对象,通过moni得chuzhi接蒸发冷却qigongzuoxingneng的影xiang因素以及影xiang规律,所得chu的结论如xia:tian料hou度和迎面feng速neng够zhi接影xiang到zhi接蒸发冷却qi的gongzuoxingneng,qi中温降、jia湿量以及冷却效率会随着tian料hou度的增jia而增大,随着迎面feng速的提高而减小,而入口空气gan湿qiu温度及相对湿度对zhi接蒸发冷却qi的冷却效率wu多大影xiang,但bei处理的空气如果qigan湿qiu温度差增jialiao,它的温降和jia湿量就会随之增大[8]。xi安gong程大学的杜鹃从理论分析和shu值moni两个方面对zhi接蒸发冷却系tong的传热传质进行liao研究,得chuliaozhi接蒸发冷萩hun盏骰娜萭ongji算方法,并誽e鰈iaozhi接蒸发冷萩hun盏骰睦淙葱蕐uqi影xiang因素之间的定量关系,为进一步优选tian料和优化蒸发冷萩hun盏骰膅ongzuo条件提供liao依ju,并通过moniceshike以zhi观的kanchu各影xiang因素对zhi接蒸发冷却系tonggongzuoxingneng及bei处理空气状taibian化的影xiang规律,而且通过对xibei四个城市使yongzhi接蒸发冷萩hun盏骰奈陆敌Ч衜oniceshi并绘chuceshi曲线,这些duke以为实际gong程提供参考和指导[9]。xiang港大学的Y.J.Dai和K.Sumathy对采yongbo纹zhizuo为tian料的交chaliu动zhi接蒸发冷却qi进行liao理论研究。对zhi接蒸发冷却qi内向xialiu动的水膜和湿空气间复杂的传热传质过程进行liao分析,提chuliaoshu学mo型,该mo型包括水膜和空气及水-空气界面间的控制方程。在bubian的入口空气状tai参shu条件xia,对气liu通道中空气的温度和含湿量的bian化、系tong尺寸的影xiang等穤hi鸾衛iao讨论[10]。S.P.Fisenko 等ren提chuliao自然通feng冷却塔中水的蒸发冷却的shu学mo型。该mo型包括两个相关的边界謉i蕋i,穤hi鹈枋鰈iao冷却塔喷淋区水di的蒸发冷却和tian料层水膜的冷却,并对这两个边界謉i蕋i进行liaomoni[ 1 1 ]。Cracowke技大学的Wojciech Zalewski和Piotr Antoni

    Gryglaszewski 对蒸发式liu体冷却qi(evaporativefluid coolers)内部的传热传质过程进行讨论,提chuliao水yu空气逆liuliu动lai冷却管式盘管中liu体的新shu学mo型。该mo型包括四个常微分方程及qi边界条件,还有qi他一些相关的代shu方程[12]。Boris Halasz对蒸发冷却she备进行研究,提chuliao一种通yongwu量纲shu学mo型,ke以描述各种类型蒸发冷却she备(冷却塔、蒸发式冷凝qi、蒸发式冷却qi、jia湿盘管等)的传热传质过程。该mo型通过yin入wu量纲坐标及参shu,并yongzhi线型的空气饱和线lai代ti实际的空气饱和线,将微分方程组转化成liaochunwu量纲形式 。这yang,bujin整个过程的描述bian得非常jian单,而且she备的整体xingneng也neng通过几个参shu或图表表示chulai。该mo型为蒸发冷却she备的研究提供liao一定的理论基础。ling外,Boris Halasz还zhuan门针对冷却塔提chuliao一种通yongwu量纲shu学mo型。[13]Bilal A.Qrueshi等对蒸发式冷却qiyu蒸发式冷凝qi的传热传质过程建立liaoshu学mo型,mo型中还包含liao管外污垢的生长mo型。并yong实验结果验证liaomo型的正确xing。利yong污垢的生长mo型预celiao污垢热阻对换热qi传热xingneng的影xiang。结果表ming:随着时间的推yi,污垢使换热qi的换热效率xia降liao66.7%[14]。

    3 结yu

    鉴yu蒸发冷却的种种优dian,guo内外关yu蒸发冷却的研究及应yong已经有一定的进展,但从总体研究现状laikan,目前还是以实验研究yu理论分析为主。由yuqi过程热质交换jiao为复杂,理论研究还bu够完善。在guo内,还缺乏真正从shu值moni的角度对蒸发冷却的传热传质过程进行的研究。而往往实验研究由yu外界因素的影xiangqi实验shujubu够稳定、准确,并且keneng消耗昂贵的实验费yong,而shu值monibu受外界因素的影xiang,ke以得到稳定的实验shuju并kezhi接绘chu在各影xiang因素xia的温度、湿度、冷却效率等bian化曲线,ke以zhi观的为实际应yong提供参縥ia纉u,tong时sheng掉liao很大一部分实验费yong。shu值moni具有费yong低、周期短、信息羕an螅琻eng够充分反映几何形状的影xiang程度等tedian。但目前shu值moni技术还mei有真正达到yongyu优化sheji结构的程度,虽然几何mo型由jian单mo型发展到趋yu实际mo型,liu体liu动分析ji算jing度zhu步提高,guo内外研究者在二维以及多维shu值moniji算蒸发冷却gongzuo过程方面也取得liao很大的成绩,但仍存在很多问ti,如:三维的ji算还很bu完善,复杂边界的处理很粗糙,对网格处理进行liaojian化,mo型bijiaojian单;一系列CFD软件的moniji算结果经shi验验证的bu多,并且如何yunyong这些软件实现逆命ti的研緆e衱ei实现等等。所以wo们必须bu断jia强对shu值moni方面的学xiyu研究、拓宽研究范围,为实际gong程提供ke靠的实验shuju,并qi到一定的指导zuoyong 。

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