[发明专利]一种蒸发式冷凝器结构设计方法

权利要求书

1.一种蒸发式冷凝器结构设计方法，所述蒸发式冷凝器包括出风口、进风口和换热管，其特征在于：包括以下步骤：

S1：给定蒸发式冷凝器需要的冷却负荷、冷凝温度和所处环境的进风口干湿球温度；

S2：初定结构尺寸，包括换热管内外径、换热管管壁厚度、换热管与换热管之间的间距，输入风量和喷水流量；

S3：设定初始水膜温度；

S4：计算空气、水各点的状态参数，所述状态参数包括空气焓值、空气含湿量和温度；

S5：计算水膜与空气的对流传热系数，初算换热面积；

S6：计算管外与喷水对流传热系数和计算制冷剂在管内对流传热系数，并根据使用情况估算热阻；

S7：计算总传热系数和传热面积；

S8：比较S7中计算得到的传热面积与S5中的初算面积是否相等，若误差小于设定值，则输出需要的管排数，若误差大于等于设定值，则重新假设水膜温度，进行迭代计算；

S9：输出最终的蒸发式冷凝器结果；

所述S4中的空气各点的状态参数包括：进风口空气的焓值、进风口空气的含湿量、出风口空气的焓值、出风口空气的含湿量、换热管外空气的平均焓值、换热管外空气的平均含湿量；

所述水各点的状态参数包括：水膜处空气的焓值和水膜处空气的含湿量；

所述S5具体包括以下步骤：

S5-1：根据输入风量和初定结构尺寸，计算迎面风速v：

v＝G/3600/((L-0.08)·(W-0.08))

式中，G为输入风量，L为长，W为宽；

根据式5计算最窄面处空气流速：

v_max＝s/(s-d_o)·v (5)

式中，s为换热管与换热管之间的间距；d_o为换热管外径；v为迎面风速；

S5-2：计算水膜与空气的对流传热系数α_wa：

式中；λ_m为空气平均导热系数，d_o为换热管外径，v_max为最窄面处空气流速，υ_m为空气平均运动粘度；

S5-3：计算换热管外空气当量对流换热系数α_j：

式中，A为水膜温度修正系数，α_wa为水膜与空气的对流传热系数，h_w为水膜处空气的焓值，h_m为换热管外空气的平均焓值，A_w为水膜和空气的接触面积，A_o为换热管外表面积，C_pm为换热管外空气的平均定压比热，t_w为水膜温度，t_m为换热管外空气的平均温度；

S5-4：计算热流密度

S5-5：初算换热面积A’_o：

式中，Q_c为机组热负荷。

2.根据权利要求1所述的一种蒸发式冷凝器结构设计方法，其特征在于：所述S6具体包括以下步骤：

S6-1：计算管外与喷水对流传热系数α_w：

式中，t_w为水膜温度，Γ为喷淋密度，d_o为换热管外径；

式中，M_w为蒸发式冷凝器水泵流量；

S6-2：计算制冷剂在管道中的对流换热系数α_c·n：

式中，β为物质系数，为热流密度，d_i为换热管内径，其中，

式中，λ为制冷剂导热系数，g为重力加速度，r为制冷剂在该压力下的汽化潜热，μ为制冷剂在该压力下液态时的动力粘度；

S6-3：计算热阻，该热阻包括管壁热阻；

所述管壁热阻R_p根据式15可得：

R_p＝δ/λ’ (15)

式中，δ为换热管管壁厚度，λ’为管道导热系数。

3.根据权利要求2所述的一种蒸发式冷凝器结构设计方法，其特征在于：所述热阻还包括油膜热阻和污垢热阻。