英文翻译-横流板式间接蒸发热回收器换热效率分析

1、横流板式间接蒸发热回收器换热效率分析刘学来1,2 李永安1 李吉志1 杨洪兴3 陈恒亮4 1中国石油大学 机电工程学院2中国山东建筑大学 热能工程学院3中国香香港理工工大学 建筑筑维修工工程学院院4山东产产品质量量监察协协会【摘要】本文建立立了横流流板式间间接蒸发发热回收收器的数数学模型型。采用用有限容容积法对对数学模模型进行行了求解解。通过过对数学学模型的的求解，得出了了新风及及排风在在流动方方向上的的温度分分度，横横流板式式间接蒸蒸发热回回收器的的效率是是通过NTTU 方方法分析析的，横横流板式式间接蒸蒸发热回回收器设设计时使使用的传传热单元元数的提提出是出出于新风风适宜进进行热交交换的情

2、情况，对对横流板板式间接接蒸发热热回收器器实际设设计时，新风侧侧传热单单元系数数采用00.8-2.55、排风风侧传热热系数采采用0.5-11.7较较为适宜宜。关键词 HYPERLINK /Class.aspx?Query=%E8%92%B8%E5%8F%91%E6%8D%A2%E7%83%AD 蒸发换换热, HYPERLINK /Class.aspx?Query=%E8%92%B8%E5%8F%91%E7%83%AD%E5%9B%9E%E6%94%B6%E5%99%A8 数字模模型, HYPERLINK /Class.aspx?Query=%E6%8D%A2%E7%83%AD%E6%95%88

3、%E7%8E%87 换热效效率, HYPERLINK /Class.aspx?Query=%E4%BC%A0%E7%83%AD%E5%8D%95%E5%85%83%E6%95%B0 传热单单元数, HYPERLINK /Class.aspx?Query=%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E5%88%86%E5%B8%83 温度度分布【引言】应用横流流板式间间接蒸发发热回收收器在空空调系统统中进行行能量回回收具有有很大的的潜力，本文中中提到的的室外空空气即新新风在没没有增加加水分的的情况下下被冷却却，与此此同时室室内空气气既排风风的能量量被回收收，空调调系统的的能量消消耗随之之得到降降低。水

4、水被直接接喷淋到到热回收收器的排排风侧，新风和和排风交交错流动动，新风风侧的热热量通过过平板传传到排风风侧，水水被蒸发发，以使使排风的的含湿量量和焓得得到升高高。横流流板式间间接蒸发发热回收收器的结结构原理理如图11所示。 在横流板板式间接接蒸发热热回收器器中热量量交换和和质量交交换同时时发生， 在相相界面上上水分蒸蒸发的相相变潜热热改变了了新风及及排风的的热传递递特性，传输机机理相当当复杂。为了对对蒸发冷冷却热量量交换器器做研究究，应该该分别做做出假设设，Maaclaainee-crrosss 和 Bannks假假设排风风侧水蒸蒸发薄膜膜不变并并且同时时有水连连续不断断的补充充到表面面是温度

5、度的线性性函数，作者为为湿表面面热交换换器提出出了一个个线性近近似模型型，他们们用已经经证明了了的相同同公式或或者图解解说明来来确定湿湿表面热热量交换换器有效效，Sttoittchkkov andd Diimittrovv创立了了一种快快捷的方方法计算算湿表面面横流换换热器效效率，它它对根据据Macclaiine-crooss 和 BBankks的方方法预估估效率的的方法进进行了修修正。这这个修正正被Sttoittchkkov 和 DDimiitroov创立立，还考考虑到水水膜平均均温度和和气压，为对湿湿面热交交换器的的实际情情况类推推干表面面热交换换器给出出了可行行的快捷捷的程序序.。本本文

6、将在在Stooithhkovv 和 Dimmitrrov的的数学模模型的基基础上建建立横流流板式间间接蒸发发热回收收器的数数学模型型. 为了获获得新风风及排风风在流动动方向上上的温度度分配，采用有有限容积积法对热热回收器器数学模模型进行行求解，NNTU方方法对横横流板式式间接蒸蒸发热回回收器的的换热效效率进行行分析。2 数学学模型首先做如如下假设设，假设设模型满满足以下下条件：1）干空空气的定定压比热热容cpp、水的的定压比比热容cw、水蒸蒸气的定定压比热热容cvv、水蒸蒸气的气气化潜热热r0、大大气压力力B、水水蒸气饱饱和压力力pw是常数数；2）在气气道内只只有基本本的热量量传递，d1恒定不

7、不变；3）满足足刘伊斯斯关系式式。2.1 新风风道的能能量平衡衡方程当新风内内板面温温度高于于露点温温度时，新风道道内只有有可感热热流显热热流。公公式如下下： 1）总热平衡衡方程： 2）把（1）式代入入（2）式得到到： (3)这里将此此式代入入（3）式，得得到： (4)2.2排排风道热热平衡方方程总热流量量由显热热和潜热热流量组组成 (55) (6)总热平衡衡方程 (7)将（5）式（66）式代代入（77）式得得到： (88) 将这些些方程式式代入（8）式式得： (9) 水膜的热热平衡方方程显热流： (110) 潜热流： (11)总热平衡衡方程： (112)将（100）（111）式式代入（12）

8、得： (13)水膜的减减少等于于排风中中水分的的增加： (144)这里 将这些些方程带带到（113）式式中得到到： （115）总质量流流量平衡衡方程： （16）根据刘易易斯关系系式： （177）Cw是饱饱和湿空空气贴近近水膜时时的质量量分数。 C22 是排排风侧水水的质量量分数。根据参参考【66】： （188） （199）Pv和dd2有如下下关系： （220）将式(117), (118), (119), (220),代入(16)得到： （221）微分方程程(4), (9), (114), (115) 和 (21)是横流流板式间间接蒸发发热回收收器的数数学描述述.。数学学模型的的结构和和离散型型

9、式如图图2。已已知横流流板式间间接蒸发发热回收收器几何何特点和和入口边边界条件件，这些些微分方方程可以以由有限限容积法法解决，得到水水膜出口口参数，新风和和排风参参数。图 2微微元控制制体示意意图3 介绍绍换热器器效能 和传热热单元数数根据Maaclaainee-crrosss annd BBankks 2, 横流流板式蒸蒸发冷却却器的效效能是 （222） 根据参参考文献献2 和3, 引进进无量纲纲参数传传热单元元数。一一次风道道的传热热单元数数定义为为: （23）二次风道道的传热热单元数数定义为为: （224） 这里 是是二次风风平均比比热容 7: （225） 总的传热热系数通通过下面面的方

10、程程计算出出 （226）水膜的厚厚度w太薄 水膜的的热阻可可以忽略略，因此此 （277）一次空气气的传热热系数为为 （28）同理,忽忽略水膜膜的热阻阻，因此此 （299）干式传热热传热系系数1=2 ，通过方方程 SStoiithkkov 3:计算算 （30）传热系数数 w通过下下式计算算 66: （331）4效率分分析 采用用新风及及排风不不同的入入口参数数和传热热单元数数，然后后根据固固定体积积方法解解决上述述数学模模型问题题。效能能随NTTU1 和 NTUU2 的变变化的分分布如图图3所示示 图33 效能能从图中我我们可以以看到图图3横流流板式间间接蒸发发热回收收器的效效能随着着新风及及排

11、风传传热单元元数的增增加而增增加 。 但是是增加的的幅度是是渐渐变变小的，当NTTU1大于44， NTUU2大于22.5， 效能能曲线接接近于直直线。因因此 采用用传热单单元数，对于增增加横流流蒸发热热回收器器的效率率在物理理设计时时没有任任何意义义，因此此新风及及排风的的最合适适的传热热单元数数是分别别是0.8-22.5和和0.55-1.7相对对于横流流板式蒸蒸发热回回收器5新风及及排风的的温度分分布新风在流流动方向向上的的的温度分分布如图图4曲线1所所示的入入口状态态。曲线线2所示示的入口口状态，在入口口状态，新风出出口温度度低于入入口露点点温度，那就意意味着水水在新风风气流中中冷却，这个

12、数数学模型型在冷凝凝条件下下不适合合。图4新风风温度分分布 图图5. 排风风温度分分布冷却条件件需要更更深的研研究，图图5所示示为排风风在流动动方向的的温度分分布. 图5曲曲线所示示入口参参数;曲线22所示入入口参数数; 曲曲线3所所示入口口参数. 温度度分布曲曲线近似似一条水水平线. 进出出口的温温度差别别不超过过2.22,通过过对进出出口不同同参数的的计算. 因此此横流板板式间接接蒸发热热回收器器的排风风处理过过程在设设计时可可以看成成等温加加湿过程程 6.结论论本文建立立了横流流板式间间接蒸发发热回收收器的数数学模型型. 采用有有限容积积法对数数学模型型进行了了求解. 通过过对数学学模型

13、的的求解, 得出出了新风风及排风风在流动动方向上上的温度度分度. 横流流板式间间接蒸发发热回收收器的效效率是通通过NTUU 方法分分析的传传热单元元数. 横流板板式间接接蒸发热热回收器器的设计计中对新新风干式式冷却条条件下新新风及排排风适用用的传热热单元数数分别00.8-2.55和0.5-11.7 最后,当当新风含含湿量太太大时, 水可可能在在在新风气气流中被被冷却，本文中中数学模模型建立立在干式式冷却条条件下. 当水水在在新新风气流流中被冷冷却，横横流板式式蒸发冷冷却器的的效能需需要进一一步分析析鸣谢本文得到到了建筑筑科学技技术发展展部门的的支持以以及香港港和中国国内地的的合作Nomeenc

14、llatuure专专业术语语ABCcDDe传热面积积(m22)大气压力力 (PPa)水的质量量分数比比热容 (kJJ Kgg -11 K-1)两板之间间的距离离 (mm)当量直径径 (mm)diows露点入口出口水合理的dhLkMmprTtt，含湿量 (Kgg Kgg-1.dryy-aiir)新风比焓焓 (kJJ Kgg -11)流通方向向的长度度 (mm)传热系数数 (WW m22 K-11)质量流速速 (KKg ss-1)流动方向向上的质质量流率率(m=MM/L Kg s-11 m-1)压强(PPa)相关系数数; 水的的汽化潜潜热(kkJ KKg-11)温度 (K)温度 ()湿球温度度()

15、希腊字母母传热系数数(W m-22 K-11)传热效率率导热系数数(W m-11 K-11)质量传递递系数(Kg m-22 s-11)相对湿度度密度厚度运动粘度度(m22 s-11)电流变下标12新风排风 a干空气参考文献献【1】MMarttnnez FJ Reyy,Vellascco GGmeez EE. 两种不不同的蒸蒸发系统统的比较较研究：间接蒸蒸发冷却却和半间间接蒸发发冷却 Eneergyy annd BBuilldinngs， 36(20004) 69667008.【2】MMacllainne-ccrosss II. LL, BBankks PP.J. 换热器器及应用用再生蒸蒸发冷却却的一般般理论 JJourrnall off heeat traansffer, 1003(88) (19881): 5779-5585.【3】SStoiithkkov. N. J, Diimittrovv G. I. 横流板式式换热器器效能的的间接蒸蒸发冷却却 Innt JJ. RRefrrig, 211(6) (119988): 4633-4771.【4】周周晓青, 陈培培林. 间接接蒸发冷冷却的分分析 HV&AC, 300(1) (220000) 339-442.【5】PPesccod