[发明专利]一种蒸发式冷凝器结构设计方法

说明书

本发明公开了一种蒸发式冷凝器结构设计方法，满足冷水机组用蒸发式冷凝器的结构快速设计，本发明通过自主迭代计算，得到蒸发式冷凝器目标冷量下的需要换热管面积，并可以通过调整输入参数进行结构优化设计。

技术领域

本发明涉及一种蒸发式冷凝器结构设计方法，属于冷水塔设计领域。

背景技术

目前工业领域对蒸发式冷凝器的设计主要靠工程经验或者手动计算，由于计算过程中涉及大量的迭代计算，因而计算效率较低。手动计算容易带来计算错误，精确性得不到保证。另外，手动计算或者工程经验无法考察各结构参数对产品冷量大小的影响，无法进行优化设计。

故，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种蒸发式冷凝器结构设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了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，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、水的各点的状态参数，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。

进一步的，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。

进一步的，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-do)·v (5)

式中，s为换热管与换热管之间的间距；d₀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，d₀为管外径，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：