一种全管束配水的蒸发式冷凝器及其风阻实验研究

李泰宇 欧阳新萍

(上海理工大学能源与动力工程学院 上海 200093)

蒸发式冷凝器是一种水冷式冷凝器和冷却塔结构一体化的换热设备，其最大特点是换热效率高、循环水量小(节能)、结构紧凑、安装方便［1－2］。Ettouney指出蒸发式冷凝器的系统效率可高达99%［3］。国外学者对蒸发式冷凝器的研究起步较早，并建立相关的数学模型及传热传质关联式［4－6］;国内学者在蒸发式冷凝器的研究上也做出了重要的贡献，在影响蒸发式冷凝器换热性能因素及传热传质关联式的研究上，提出了自己的理论成果［7－11］。由于蒸发式冷凝器的传热传质的复杂性，现阶段国内外学者对蒸发式冷凝器的实验研究主要集中在修正分析模型、提出获得实验关联式的有效手段及强化换热等几个方面［12－15］。蒸发式冷凝器的主要工作过程是通过管外水膜的蒸发散热来对管内工质进行冷凝。因此，工艺管外液膜合理有效地分布，成为影响蒸发式冷凝器换热性能的主要因素。现有的蒸发式冷凝器的喷淋方式存在一定的弊端:如果按照上部工艺管的润湿条件喷淋，喷淋水量可以较小，但下部工艺管得不到有效润湿，从而影响冷凝器的换热效果;如果要照顾到下部工艺管的润湿，则需增大喷淋水量，上部的工艺管增加了无谓的水量，水泵的耗功将增加。喷淋水的溅散增加空气流动阻力，导致风机耗功增加。另外，工艺管束上部的液膜厚度也会由于大喷淋量而增厚，增加传热热阻。目前蒸发冷凝器的实际应用中，均是采用较大喷淋水量这种方式。……