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蒸發(fā)式冷凝器的性能 【Keyword】Experimental investigation is conducted to study the performance of evaporative condensers/coolers. The analysis includes development of correlations for the external heat transfer coefficient and the system efficiency. The evaporative condenser includes two fined tube heat exchangers. The system is designed to allow for operation of a single condenser , two condensers in parallel, and two condensers in series.The analysis is performed as a function of the water-to-air mass flow rate ratio (L/G) and the steam temperature. Also, comparison is made between the performance of the evaporative condenser and same device as an air-cooled condensers . Analysis of the collected data shows that the system efficiency increases at lower L/G ratios and higher steam temperatures. The system efficiency for various configurations for the evaporative condenser varies between 97% and 99%. Lower efficiency are obtained for the air-cooled condenser , with values between 88% and 92%. The highest efficiency is found for the two condensers in series, followed by two condensers in parallel and then the single condensers . The parallel condenser configuration can handle a larger amount of inlet steam and can provide the required system efficiency and degree of subcoolings. The correlation for the system efficiency gives a simple tool for preliminary system design. The correlation developed for the external heat transfer coefficient is found to be consistent with the available literature data. 【摘要】為了研究蒸發(fā)式冷凝器/冷卻器的性能，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)查。分析包括外部傳熱系數(shù)和系統(tǒng)效率的相關(guān)性的發(fā)展。蒸發(fā)式冷凝器包括兩個(gè)翅片管換熱器。該系統(tǒng)分為單個(gè)冷凝器，平行的兩個(gè)冷凝器，和兩個(gè)冷凝器系列機(jī)型。這是一個(gè)功能的水--空氣質(zhì)量流量率比率和蒸汽溫度執(zhí)行分析。此外，蒸發(fā)式冷凝器和作為風(fēng)冷冷凝器同一設(shè)備的性能作比較。根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)效率在低比率和高溫時(shí)會(huì)提高。不同結(jié)構(gòu)的冷凝器系統(tǒng)效率在97%~99%之間。風(fēng)冷冷水器的效率比較低，只有88%~92%。最高的效率的是兩個(gè)系列冷凝器，然后是兩個(gè)平行冷凝器，最后是單個(gè)冷凝器。平行結(jié)構(gòu)的冷凝器可以處理較大的進(jìn)氣蒸汽量并且能提供所需的系統(tǒng)效率和一定的過(guò)冷度。系統(tǒng)效率的相關(guān)性給初步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一個(gè)簡(jiǎn)單工具。發(fā)現(xiàn)的外部傳熱系數(shù)為開(kāi)發(fā)的相關(guān)性必須符合現(xiàn)有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。 冷凝器應(yīng)用廣泛，石油煉油廠，石化廠，電力站，化工行業(yè)和空調(diào)裝置等。在常規(guī)冷凝器冷卻液是常用淡水，成本高昂或不容易獲得。然而，在全球規(guī)模上有限的淡水資源養(yǎng)護(hù)的要求必須使用的豐富的冷卻介質(zhì)，包括海水或周?chē)目諝?。利用海水作為冷卻介質(zhì)僅限于低冷凝溫度以避免規(guī)模被60攝氏度以上的海水污染。并且，飼料的海水必須去除顆粒物和化學(xué)處理，控制規(guī)模變型揚(yáng)天、 除垢和腐蝕。被排出的海水有的環(huán)境，在一個(gè)地方的放電區(qū)造成熱污染造成不利的影響。在常規(guī)空調(diào)機(jī)組，哪里作為散熱器使用環(huán)境空氣凝結(jié)的制冷劑蒸氣中找到的氣冷式冷凝器的應(yīng)用程序。工業(yè)規(guī)模中，空氣冷凝器也用于電廠發(fā)電，那里新鮮的水可能無(wú)法訪問(wèn)和昂貴。蒸發(fā)式冷卻的使用提高了冷凝器的性能。蒸發(fā)效果冷卻到溫度比空氣溫度低凝析油。這會(huì)增加空氣流的熱容量從而讓使用低質(zhì)流率低風(fēng)扇降低能量消耗成為可能。此外，蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱功率比風(fēng)冷冷凝器高，這增強(qiáng)了熱傳輸速率，增加的總傳熱系數(shù)的值。其結(jié)果是，規(guī)模較小的換熱面積用于在冷凝器中刪除相同的熱負(fù)荷。蒸發(fā)式冷凝器的使用消除了換熱管的殼蓋，這是一個(gè)貴在常規(guī)冷凝器單位要素，結(jié)合一個(gè)冷卻塔和外部換熱器。蒸發(fā)式冷卻塔內(nèi)單位的安置，減少了管路連接和常規(guī)單位使用的閥門(mén)的空間要求。 文獻(xiàn)論述 建模和分析蒸發(fā)式冷凝器的文學(xué)研究的數(shù)量受到限制。一方面，水氣蒸發(fā)系統(tǒng)文學(xué)研究主要關(guān)注冷卻塔和間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的性能與分析.。后者與蒸發(fā)式冷凝器有許多相似之處，尤其是考慮換熱器管外的空氣水系統(tǒng)的熱質(zhì)量轉(zhuǎn)移。因此，間接蒸發(fā)冷卻器，以及蒸發(fā)式冷凝器的文學(xué)研究的分析在以下的討論中。 間接蒸發(fā)冷卻器科學(xué)研究主要關(guān)注是發(fā)展能源節(jié)約型空調(diào)系統(tǒng)。這由各種組合的冷卻塔、 間接和直接蒸發(fā)式冷卻器和常規(guī)機(jī)械蒸汽壓縮單位組成。韋伯提出一個(gè)統(tǒng)一的理論建模的冷卻塔、 蒸發(fā)式冷凝器和蒸發(fā)式冷卻器。各項(xiàng)的相關(guān)性被用來(lái)確定從水流到空氣流的水流熱傳遞系數(shù)和質(zhì)量傳遞系數(shù)。在建模的凝汽器及冷卻器單位，其他相關(guān)性用來(lái)確定換熱器管內(nèi)的導(dǎo)熱系數(shù)。隨后，為了分析冷卻塔，流體冷卻器和蒸發(fā)冷凝器韋伯和比克雷斯建立了三種算法和計(jì)算機(jī)模型。該算法被發(fā)現(xiàn)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的三個(gè)系統(tǒng)，誤差在3%之內(nèi)。間接冷卻塔模型由Maclaine-Cros，Banks，Kettleborough 和 Hsieh，Chen等建立。這些模型被發(fā)現(xiàn)給室外空氣應(yīng)用合理的協(xié)議。然而，模型過(guò)冷卻的效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)在某些操作期間，包括混合或排氣應(yīng)用程序。這動(dòng)機(jī)彼得森發(fā)展分析的間接蒸發(fā)冷卻器數(shù)學(xué)模型。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。這個(gè)對(duì)比發(fā)現(xiàn)模型在精確預(yù)測(cè)一些運(yùn)行操作上的節(jié)能性能的限制。這種情況下，彼得森提出從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以獲取必要的設(shè)計(jì)或性能數(shù)據(jù)生成的相關(guān)性的使用。Kettleborough 提交的間接蒸發(fā)冷卻器的有效性評(píng)價(jià)數(shù)值模型。數(shù)值模型計(jì)算板、 二次空氣和初級(jí)空氣的溫度。此外，模型計(jì)算電源插座二次空氣流的濕度。由于模型方程耦合和非線性，迭代和數(shù)值的解決辦法是找到必要確定系統(tǒng)效能。間接蒸發(fā)冷卻器，當(dāng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，結(jié)合的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)在彼得森和hunn的一個(gè)小的辦公大樓在達(dá)拉斯，得克薩斯州得出。數(shù)據(jù)分析表明，他的系統(tǒng)效率比傳統(tǒng)空調(diào)單位高70%。這允許相同性能的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)減少了12%消耗。蒸發(fā)式空氣預(yù)冷系統(tǒng)的進(jìn)一步評(píng)價(jià)表明水泵的最大的能源使用組件，而不是空氣風(fēng)扇。Erens和Dreyer測(cè)試了三個(gè)數(shù)學(xué)模型模擬的蒸發(fā)式冷卻器的性能。數(shù)學(xué)發(fā)展的模式基于任一除以冷卻器成微分元素或通過(guò)考慮冷卻器作為一個(gè)元素。第一和第二個(gè)模型是微分，第三個(gè)模型假定單位劉易斯數(shù)目、 水溫恒定和可以忽略不計(jì)的水膜熱阻。結(jié)果顯示簡(jiǎn)化的模型評(píng)價(jià)的小單位，提供準(zhǔn)確的結(jié)果，并且獲取初步設(shè)計(jì)和評(píng)級(jí)數(shù)據(jù)很有用。另一方面，詳細(xì)的模型，適合更準(zhǔn)確的業(yè)績(jī)預(yù)測(cè)。Eren分析了在間接蒸發(fā)冷卻管安排的影響。結(jié)果表明光管的性能通過(guò)使用可以與管集成或放置管子下面的塑料填充增強(qiáng)。改進(jìn)的性能造成的填充材料，在水中停留時(shí)間的增加，這將生成較高的傳熱與傳質(zhì)之間的空氣和水的流率。增強(qiáng)性能的冷卻水塔類(lèi)似影響由 El Dessouky 報(bào)告關(guān)于包裝材料的表面粗糙的使用。Goswami等研究了增強(qiáng)性能的小型到中型空調(diào)機(jī)組由空氣用來(lái)凝聚的制冷劑液體的蒸發(fā)冷卻。研究遵循類(lèi)似的辦法，通過(guò)在空調(diào)的大型設(shè)施和建筑物的單位。蒸發(fā)冷卻空氣的發(fā)現(xiàn)是增加驅(qū)動(dòng)力為冷凝過(guò)程的溫度。反過(guò)來(lái)，起到節(jié)約能源 20%為蒸發(fā)式冷卻空氣對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有蒸發(fā)式冷卻器的操作報(bào)告。冷卻水塔的模擬包括分析模型，也就是，默克爾數(shù)值模型模型，即Nahavandi 和Sutherland的模型。這兩個(gè)模型的比較研究顯示 5%到12%的小差異在他們的預(yù)測(cè)。El-Dessouky等開(kāi)發(fā)了一個(gè)修改的模型分析和評(píng)級(jí)的冷卻水塔。該模型提出了轉(zhuǎn)讓單位數(shù)目和冷卻塔的有效性的新定義。轉(zhuǎn)讓單位數(shù)目以空氣和水的熱容量，表示和效力表示為塔冷卻范圍和平衡的方法的函數(shù)。該模型還認(rèn)為對(duì)溫度的空氣/水蒸氣焓非線性依賴性。蒸發(fā)式冷凝器被Goodman Earlymodels 和湯姆森假定為水的流溫度恒定。這種假設(shè)發(fā)現(xiàn)生成的系統(tǒng)差預(yù)測(cè)結(jié)果和被淘汰了在研究由帕克和特賴巴爾。在他們的模型，他們假定團(tuán)結(jié)、 空氣焓對(duì)溫度、 及水流速可忽略不計(jì)變化的線性相關(guān)性的劉易斯數(shù)目。由帕克和特賴巴爾模型不需要數(shù)值解決方案，可以使用一個(gè)簡(jiǎn)單的分析性程序解決。然而，后來(lái)由彼得森等人引在模型中不一致的問(wèn)題，他修改了帕克和特賴巴爾模型并驗(yàn)證他們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果。他們的分析表明，由Parker和 Treybal提出的水管接口的水側(cè)傳熱系數(shù)的值很低，因?yàn)槟Ｐ皖A(yù)料的冷凝器負(fù)荷的 30%。 從上述調(diào)查可以結(jié)束數(shù)目有限的研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)式冷凝器的性能。調(diào)查表明，需要執(zhí)行以下。 實(shí)驗(yàn)測(cè)量的蒸發(fā)式冷凝器中的溫度配置文件是必要的系統(tǒng)性能和精確的模型，為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中更好地理解。不同的操作條件的蒸發(fā)式冷凝器效率的評(píng)價(jià)?？諝?水側(cè)的傳熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式的發(fā)展。蒸發(fā)式冷凝器和針對(duì)原煤數(shù)據(jù)驗(yàn)證的精確數(shù)學(xué)模型的發(fā)展。這將執(zhí)行在后來(lái)的研究中。 因此，這個(gè)研究的主要目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定水和氣體一定流量比的蒸發(fā)冷凝器的運(yùn)行性能和熱負(fù)荷。這涉及到測(cè)量軸向溫度分布和系統(tǒng)效率和傳熱系數(shù)計(jì)算。研究還將與空氣冷凝器蒸發(fā)式冷凝器的性能進(jìn)行比較。結(jié)果和分析讓我們更了解在性能的燃油-化建模冷凝器，這是必要和開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)更多的效率系統(tǒng)的。 實(shí)驗(yàn)儀器和程序 圖 1 顯示了一個(gè)蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)的示意圖。如所示，系統(tǒng)由一個(gè)金屬框架，包括水盆、 水循環(huán)泵、 風(fēng)機(jī)、 包裝材料、 兩個(gè)蒸發(fā)式冷凝器單位，水噴嘴，站在一邊的有機(jī)玻璃、 連接管和閥門(mén)。測(cè)量設(shè)備包括水流量計(jì)和溫度熱電偶。該器具的兩側(cè)密封與有機(jī)玻璃板料，其中有必要防止空氣泄漏到系統(tǒng)，系統(tǒng)尺寸分別為0.83x0.6x2米的寬度、 長(zhǎng)度和高度。水盆地有0.83x0.6x 0.32米的寬度、 長(zhǎng)度和高度尺寸。此卷是需要在系統(tǒng)中維護(hù)幾乎恒定的水的溫度。水循環(huán)從水盆到噴嘴通過(guò)水循環(huán)泵和流量?jī)x表，循環(huán)泵已最大功率0.278kw，并提供了2kg/s的最大流量噴霧噴嘴系統(tǒng)將水流分成細(xì)霧，平均下降直徑為0.0005 米，均勻分布在包裝材料。因此，水從流向的朝著逆流方向的盆地列頂部的空氣流，風(fēng)機(jī)吸了440/350 W額定輸入/輸出功率，風(fēng)扇將空氣流從附近的水流域的側(cè)開(kāi)口移至列的頂部，吸風(fēng)機(jī)有恒定速度和移動(dòng)空氣2.767m3或平均流動(dòng)率在2.68kg/s。如圖 1 所示，結(jié)構(gòu)化的包裝材料用的分為三層，據(jù)El Dessouky等報(bào)道這種類(lèi)型的包裝給更高的系統(tǒng)效率比極套狀葉或天然纖維。每個(gè)層都有相同的截面積為金屬框架，這可以防止空氣或水流，這將導(dǎo)致兩個(gè)流之間的接觸面積減少，從而減少裝置的冷卻效率，每層都有 0.1 m，給足夠的內(nèi)部表面面積為空氣和水接觸的厚度，三個(gè)包裝層數(shù)的使用維護(hù)適當(dāng)水分布及足夠的接觸面積之間的空氣和水流，他兩個(gè)冷凝器單位有適當(dāng)管道，允許單個(gè)的凝汽器或在串聯(lián)或并聯(lián)的兩個(gè)冷凝器的操作。兩個(gè)冷凝器相同，并且每個(gè)分別有一條路徑和0.83x0.6x0.02 米的長(zhǎng)度、 寬度和厚度、 尺寸，每個(gè)凝汽器包含單個(gè)行的 18 管與0.011 m 外徑和內(nèi)徑的 0.008 m，扁薄翅控制管束并且每個(gè)翅0.02x0.6x0.0015 m 在高度、 長(zhǎng)度和厚度的尺寸，1m范圍內(nèi)有394個(gè)翅片，這項(xiàng)安排使總換熱面積3.672平方米其中包括換熱面積0.312 m2 管和翅片3.36 m2。測(cè)量設(shè)備用來(lái)確定計(jì)算水和冷凝蒸汽的流率以及大氣干濕球溫度。圖1所示的熱電偶測(cè)量位置，精確的溫度測(cè)量?jī)x器溫差正負(fù)0.1,水流誤差只有1%。 實(shí)驗(yàn)步驟 蒸發(fā)冷凝器的操作先在水池注滿水再打開(kāi)水泵和蒸汽閥。通過(guò)改變水流率，蒸汽壓力和冷凝器結(jié)構(gòu)來(lái)改變系統(tǒng)工況。在開(kāi)始操作時(shí)，開(kāi)始收集數(shù)據(jù)之前系統(tǒng)進(jìn)行為期1h的監(jiān)測(cè)，所有的溫度測(cè)量都存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器在 5 分鐘的時(shí)間間隔，其他數(shù)據(jù)，包括冷凝蒸汽和循環(huán)水的流率，每12h重復(fù)測(cè)一次。在所有試驗(yàn)中，流速保持在9660m3/h,或2.68kg/s，而且水流率穩(wěn)定在0.44,0.63,0.82和0.95kg/s。在試驗(yàn)發(fā)言中使用的蒸汽入口溫度是111.9 和120.8攝氏度，對(duì)應(yīng)壓力為1.5和2bar。在所有實(shí)驗(yàn)中，其中包括蒸發(fā)和空氣冷凝器，取得完整的入口蒸汽冷凝，冷凝器流率在0.014~0.012kg/s變化。 作為空氣冷凝器系統(tǒng)的運(yùn)作的完成只需保持包裝和水盆干和轉(zhuǎn)彎關(guān)閉水泵。其他操作過(guò)程和條件空氣流率，蒸汽壓力和冷凝器結(jié)構(gòu)與其類(lèi)似。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 所收集的數(shù)據(jù)用來(lái)分析性能-曼斯蒸發(fā)式冷凝器、 空氣冷凝器，這包括為水的流的軸向溫度分布的分析和計(jì)算，這被定義為實(shí)際能達(dá)到的最大金額的熱量，可以從緊縮中刪除可能到的比率，從冷凝器移出的最高熱量表現(xiàn)為蒸汽溫度冷卻到進(jìn)入容器氣流的濕球溫度。 即： (1) 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是蒸汽冷凝蒸發(fā)器中是處于飽和狀態(tài)。 水流中蒸發(fā)式冷凝器的軸向溫度配置文件在圖 2 中所示為系列中的兩個(gè)冷凝器。從111.9 和 120.8攝氏度蒸汽溫度和L/G獲得結(jié)論。如所示，在水流域，發(fā)現(xiàn)了水的最低溫度，其值為高于空氣的濕球溫度，水溫隨水從噴嘴流入塔升高，最高水溫出現(xiàn)下面第二次換熱器。水溫度和冷凝溫度增加了在較高的蒸汽溫度及 L/G 增加，應(yīng)指出的是濕球溫度的影響是與被測(cè)量的結(jié)果相一致。在這方面，濕球溫度增加結(jié)果的凝析油和水的溫度增加在系統(tǒng)中，這是差異所造成的小的干、 濕空氣濕度，因此，在高濕球溫度的水每股流率水流的蒸發(fā)量被減少。 水在蒸發(fā)式冷凝器塔流的溫度分布的測(cè)量的數(shù)據(jù)是在建模系統(tǒng)特性非常重要。可以使用此配置文件來(lái)定義傳熱，熱轉(zhuǎn)移計(jì)算為是必要的驅(qū)動(dòng)力。在學(xué)術(shù)研究中假設(shè)整個(gè)列，其值等于濕球溫度恒定的水溫度是很普遍的，這種假設(shè)并不符合上述的測(cè)量，并通過(guò)可能會(huì)導(dǎo)致在模型的預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確之處。中單凝汽器，兩個(gè)平行冷凝器和兩個(gè)系列冷凝器中蒸發(fā)式冷凝器、 空氣冷凝器的效率每小時(shí)變化顯示在圖3 蒸發(fā)作用提高系統(tǒng)效率，從低于 92%為到99%。以上檢查的效率變化顯示白天在所有系統(tǒng)的效率下降在中午的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了最低效率和最高的效率測(cè)量在清晨和傍晚時(shí)間期間，這種增加是關(guān)聯(lián)到列流動(dòng)空氣的濕球溫度下降。 圖4-6所示蒸汽溫度和 L/G 對(duì)蒸發(fā)式冷凝器的效率的影響。如所示，效率平均是 97.7%、 98.1%和 98.9%為單一的凝汽器、 并行，兩個(gè)冷凝器和系列中的兩個(gè)冷凝器。系列中的兩個(gè)冷凝器的高效率被造成更大的熱轉(zhuǎn)移的區(qū)域，允許附加膨凝析油，在 L/G 的結(jié)果減少所有系統(tǒng)效率的提高。因此，在較高的 L/G 比增加發(fā)生在冷卻水溫度和凝析油溫度因此增加和系統(tǒng)效率降低，蒸汽溫度的影響并不明顯 ；然而，在更高的蒸汽溫度，更高的效率預(yù)期由于傳熱的驅(qū)動(dòng)力會(huì)增加。 蒸發(fā)式冷凝器和空氣冷凝器的冷凝溫度的比較圖 7 中所示為單一的凝汽器、 并行，兩個(gè)冷凝器和系列中的兩個(gè)冷凝器。如所示，兩個(gè)系列中冷凝器、 兩個(gè)并行冷凝器和單一冷凝器為空氣系統(tǒng)的冷凝水溫度平均值分別是 76.9、 86.5 ， 97.2攝氏度。這些結(jié)果的 比較表明蒸發(fā)系統(tǒng)是能夠消除熱比空氣系統(tǒng)，這將導(dǎo)致更高程度的過(guò)冷度的較大數(shù)額。上述結(jié)果顯示的冷凝水過(guò)冷程度較大，是73.3和90攝氏度之間的值，如所示，最大的過(guò)冷度獲得系列中的兩個(gè)冷凝器，伴隨的均質(zhì)過(guò)程和為相同數(shù)量的冷凝潛熱的釋放能量的比較顯示的過(guò)冷度的能量是不少于 15%的冷凝能源。然而，過(guò)冷度的換熱面積是相當(dāng)于所需的冷凝傳熱面積，這是因?yàn)榈蜔崮艿倪^(guò)冷度也是低整體傳熱系數(shù)與關(guān)聯(lián)。冷凝過(guò)程，在整體熱系數(shù)高，以及為冷凝熱能正好相反。 傳熱系數(shù)的計(jì)算 提出下面的假設(shè)，以計(jì)算傳熱系數(shù)： 1、穩(wěn)定狀態(tài)的操作 2、表面是清潔或污垢抗為零 3、凝汽器表面是清潔或污垢阻力為零 4、在列中并在凝汽器的外表面上的水和空氣流的均勻分布 5、在列中的水損失是可以忽略不計(jì) 6、進(jìn)入冷凝器單位的蒸汽流處于飽和狀態(tài) 7凝結(jié)水過(guò)冷度跟隨蒸汽冷凝度變化 熱物性的空氣和水中的傳熱系數(shù)，其中包括恒定的壓力、密度、粘度、和熱導(dǎo)率比熱，獲得的平均氣溫為流 盤(pán)管殼式換熱器系列中的運(yùn)作允許簡(jiǎn)單的凝結(jié)與兩相流和膨與單階段的兩個(gè)病例的傳熱系數(shù)的計(jì)算。第一次換熱器在這種情況下執(zhí)行的冷凝步，它包括蒸汽和其凝析油；第二次換熱器只有凝析油。下面的兩個(gè)部分給分析的每個(gè)換熱器。圖 8 顯示了一個(gè)示意圖的溫度配置文件在兩個(gè)換熱器和換熱器管外的空氣/水系統(tǒng)。 傳熱系數(shù)與分兩個(gè)階段 如圖 8 所示，換熱器管內(nèi)的蒸汽凝結(jié)在飽和溫度，Tc，較低的過(guò)冷溫度，Tn。換熱管外，水溫度增加從T1到T2期間蒸汽冷凝然后從T2到T3期間膨脹，然后定義為冷凝熱負(fù)荷 （2） 當(dāng) （3） 并且 （4） Tc，Tn兩個(gè)熱負(fù)荷用于定義具有相應(yīng)的總傳熱系數(shù)： （5） (6) 這兩個(gè)地區(qū)的總和等于總傳熱面積： (7) 得 (8) (9) ； 得 (10) (11) 以上兩個(gè)式子是由管內(nèi)表面積決定 管外表面面積 翅片表面面積 翅片和管外表面面積 由上可得 (12) 定義參數(shù) (13) 當(dāng)?shù)氐谋砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算使用如下關(guān)系 (14) 假設(shè)所有質(zhì)流量都是液態(tài)并由著名的迪圖斯伯爾方程計(jì)算得出 (15) 通過(guò)考慮 0.5 為完成冷凝蒸汽的平均價(jià)值獲得平均傳熱系數(shù)。 傳熱系數(shù)與單階段 第二次換熱器的熱負(fù)荷為 (16) (17) 其中 ； (18) 這里（T3-T4）是水膜溫差，過(guò)熱系數(shù)的方程（16）有方程（11）所得，方程（11）（16）（17）用來(lái)確定外部傳熱系數(shù)h0。 冷凝和冷卻得換熱面積 換熱面積為冷凝和過(guò)冷度的變化中圖 10 所示作為函數(shù)的水--空氣流動(dòng)比率，數(shù)據(jù)顯示的進(jìn)口蒸汽溫度為120.8攝氏度。更高的冷凝面積是比膨冷凝熱負(fù)荷較高的結(jié)果，此外，減少冷凝面積在較高的值為 L/G 是增加而造成的中的傳熱系數(shù)如圖 9 所示。另一方面，L/G 比例的增幅時(shí)過(guò)冷度地區(qū)增加被造成的總傳熱面積強(qiáng)加的約束，因?yàn)槔淠鞯目偯娣e是一個(gè)常數(shù)，它等于冷凝和過(guò)冷度傳熱面積的總和。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相關(guān)性 蒸發(fā)式冷凝器和空氣冷凝器的效率數(shù)據(jù)是作為函數(shù)的蒸汽溫度（Ts），濕球溫度（Tn），傳熱面積（A），水空氣流量配比（L/G）相關(guān)。在平行的兩個(gè)冷凝器的傳熱面積是設(shè)置為等于單個(gè)冷凝器的地區(qū)。由給出對(duì)蒸發(fā)式冷凝器的生成效率相關(guān) (19) 同樣，空氣冷凝器的效率關(guān)系 (20) 得到 (21) 相關(guān)結(jié)果顯示在圖12中 差錯(cuò)處理,誤差分析 在本文中介紹的無(wú)量綱組計(jì)算誤差分析是由 Kline-麥克林托克程序執(zhí)行。測(cè)量不確定度定義已修復(fù)誤差的儀器儀表和在不同的度量標(biāo)準(zhǔn)期間觀察到的隨機(jī)誤差根總和廣場(chǎng)。錯(cuò)誤分析包括測(cè)量的溫度和流量，分別可能是3.1%和2.45%。因此，在計(jì)算的熱傳導(dǎo)系數(shù)和系統(tǒng)效率的真實(shí)偏差分別是 5.3%和 6.59%。 結(jié)論 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的調(diào)查，以研究蒸發(fā)式冷凝器的性能。根據(jù)結(jié)果和分析，是作出以下結(jié)論。蒸發(fā)式冷凝器效率增加，較低的L/G 比率和較高的進(jìn)口蒸汽溫度時(shí)，系統(tǒng)性能顯示平行冷凝器安排允許處理最大的入口蒸汽量。另一方面系列配置提供了最大程度的過(guò)冷度。單凝汽器的性能類(lèi)似于兩個(gè)平行冷凝器。然而，對(duì)于相同的蒸汽負(fù)載量，單凝汽器在里面列和較低程度的過(guò)冷度較高的水溫度產(chǎn)生。對(duì)于相同數(shù)量的入口蒸汽，較高的蒸發(fā)式冷凝器的散熱能力允許使用動(dòng)力較小的熱轉(zhuǎn)移表面面積和風(fēng)扇比空氣冷凝器。效率相關(guān)性由蒸汽溫度，換熱面積，L/G, 和周?chē)目諝鉂袂驕囟缺硎尽：?jiǎn)單與可以提供初步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的相關(guān)性，相關(guān)性的水或空氣傳熱系數(shù)表示為蒸汽溫度和L/G的函數(shù)。文學(xué)研究符合相關(guān)預(yù)測(cè)。 術(shù)語(yǔ)表 A 傳熱面積 m2 B 高度 m C 定壓比熱 J/Kg d 厚度 m D 管徑 m G 空氣流率 kg/s G 蒸汽質(zhì)量通量 kg/m2 s h 導(dǎo)熱系數(shù) W/m2 H 液體焓 J/kg H00 蒸汽焓 J/kg k 熱導(dǎo)W/m ±C L 液體流率 kg/s m 翅片數(shù) M 冷凝蒸汽質(zhì)流率 kg/s n 管數(shù) P 壓力 kPa P 比壓，流體壓力臨界壓力，無(wú)量綱 Pr 普朗特?cái)?shù)r (D Cp =k ) q 熱負(fù)荷 W q 熱通量 W/m2 Re 雷諾數(shù) (D VD= ) T 溫度,±C U 過(guò)熱導(dǎo)熱系數(shù), W/m2 ±C V 速率 m/s W 寬度 m Z 長(zhǎng)度 m δ 管厚 系統(tǒng)效率 潛熱 動(dòng)態(tài)粘滯度 ∮ 翅片效率 密度 蒸氣質(zhì)量分?jǐn)?shù) 下標(biāo) a空氣流或空氣冷凝器 c冷凝面積 d 干球活干導(dǎo)熱系數(shù) e 蒸發(fā)冷凝器 F 翅片 i 內(nèi)管 液水 lo 液水導(dǎo)熱系數(shù) m平均值 o 外管 p 管 s 熱蒸汽 t 總傳熱面積 u第一次離開(kāi)換熱器的過(guò)冷的凝結(jié)水 v第二次離開(kāi)換熱器的過(guò)冷的凝結(jié)水 w 濕球或濕導(dǎo)熱系數(shù)