【摘 要】
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船用空调是船舶的重要设备之一,其正常运行所需要的能耗较大。目前船舶普遍采用蒸汽压缩式空调,不仅成本较高,还存在制冷剂泄漏的风险。新型混合式蒸发空调是依托蒸发冷却技
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船用空调是船舶的重要设备之一,其正常运行所需要的能耗较大。目前船舶普遍采用蒸汽压缩式空调,不仅成本较高,还存在制冷剂泄漏的风险。新型混合式蒸发空调是依托蒸发冷却技术开发出来的环保节能空调,采用水作为制冷剂,通过水蒸发吸热带走热量。它包含干、湿两种通道,空气首先在湿通道内与水膜进行热质交换,然后流入干通道内被进一步冷却。本文从理论和实验的角度研究蒸发空调传热机理:(1)建立空气流动过程中的连续、动量、能量方程,(2)推导出口空气干球温度和冷却效率的计算式,从理论上分析干球温度、相对湿度、板间距、风速对蒸发空调性能的影响。并进行热阻分析;(3)从实验的角度,研究干球温度、相对湿度、喷淋水量对蒸发空调性能影响,分析理论与实验之间的误差及产生原因。通过研究得出如下结论:(1)层流状态下,空气在干通道内充分发展区域内流动过程中的努塞尔数为定值7.55。(2)理论上,随着进口空气干球温度的增加和相对湿度的减小,进出口空气温度差将增加,而蒸发空调的冷却效率基本不变;随着平板间距和风速的减小,温度差和蒸发空调的冷却效率将增加。(3)干、湿通道的对流热阻是蒸发空调的主要热阻,水膜和铝板热阻是次要热阻,适当缩小通道间距是减小热阻的有效途径。(4)实验表明,干球温度对温度差和冷却效率的影响与理论分析一致;随着相对湿度的增加,温度差和冷却效率均会减小;在最佳喷淋水量以下,随着喷淋水量的增加,温度差和冷却效率均会增加。(5)对于进口空气干球温度而言,温度差的误差范围为0.42℃～0.73℃,冷却效率的误差范围为6.11%～9.06%,对于进口空气相对湿度而言,温度差的误差范围为0.52℃～1.27℃,冷却效率的误差范围为6.98%～22.4%。
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