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蒸发式空冷器具有换热能力强、环保的特点,越来越多的应用于传统工业如石油、化工等行业中。由于其换热过程复杂,影响因素众多,目前仍存在设备运行功耗、耗水量过大的情况。本文通过实验,数学模型分析及CFD仿真的方法对空冷器换热性能进行分析,为空冷器优化设计提供参考。本文主要工作如下:(1)搭建蒸发式空冷器实验平台,对风量,喷水量对空冷器换热性能及耗水量的影响进行分析。对蒸发空冷器的实验结果表明,其潜热换热量为换热器总体换热量的80%,同时其耗水量仅为喷淋水量的3.4%～12.46%,且该百分比随着喷水量的增加而减小;为准确分析空冷器的换热性能,由实验数据拟合了水膜传热系数和传质系数。其中水膜传热系数表述为空冷器质量流速以及喷淋水质量流速的函数,而传质系数则仅与空气质量流速有关;(2)通过传质传热基本原理,采用Poppe法建立蒸发式空冷器传热传质一维及二维模型,并在此基础上进一步简化,得到简化模型;采用空气焓值线性假设,利用ε-NTU法建立空冷器分析数学模型;在matlab平台编写控制方程求解程序,将所得计算值与仿真值进行对比;计算结果表明:4种模型均可准确预测空冷器换热量及管内工质出口温度。同时Poppe一维、二维及NTU模型均可准确预测空气出口参数,而简化模型在小喷水量下计算结果误差较大。本文进一步分析了Poppe一维、二维模型得出的空冷器各参数(水膜温度,空气温度,含湿量,焓值)沿竖直方向及管束长度方向的分布规律,重点分析了不同管排间的显热及潜热分布规律;(3)通过 ANSYS FLUENT 中的 Specise Transport 和 Eularian Wall Film 模型对蒸发式空冷器进行了仿真计算;依据对流换热系数经验公式及刘易斯因子修正式,导出了仿真湿空气导热系数修正值;FLUENT计算结果与实验结果较好吻合;分析了空冷器内部的流场,温度场,含湿量场的分布规律,重点分析了同一排管束间参数沿管束列方向的变化规律,分析了空冷器强化传热的途径。