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随着国民经济的发展以及人民对美好生活需求的逐年增长,设施农业已成为中国现代农业的重要组成部分,由于土地资源及自然条件的限制,我国西北温带干旱地区的设施农业分布比较密集,其中日光温室的面积逐年上升。为了营造日光温室内适宜作物生长的微气候环境,解决日光温室内的高湿问题至关重要。日光温室湿度过大,温室作物会发生诸多病害,导致作物产量降低甚至绝收。利用冷冻除湿系统来解决日光温室内的高湿问题是一种有效的方法,但在温室除湿过程中,蒸发器内的湿空气降温冷凝产生的凝结水量比较大,会对蒸发器的传热传质及流动阻力产生较为复杂的影响。当前针对这日光温室用的蒸发器热质交换特性的研究相对薄弱,为此,本文对不同结构尺寸的百叶窗翅片管蒸发器在日光温室除湿过程中空气侧的热质传递性能及流体流动特征进行数值分析,重点探究日光温室需求条件下百叶窗翅片管蒸发器空气侧的热质传递规律及其析湿性能,并对其综合换热性能的优劣进行分析。主要内容如下:第一、建立了不同百叶窗角度及不同翅片间距下的百叶窗翅片管蒸发器数值传热模型,并对网格系统进行了独立性验证。同时利用实验来验证数值模拟正确性,结果显示,在同一Re数下,实验与数值模拟的阻力系数及平均努塞尔特数的平均误差分别为10.38%和16.36%,在同一相对湿度下,两者的阻力系数及平均努塞尔特数的平均误差分别为10.71%和14.33%。第二、在除湿工况下,利用FLUENT对百叶窗角度为22°、翅片间距为2mm的百叶窗翅片管蒸发器的热质传递及阻力特性进行数值分析。结果表明,相比于干工况,析湿工况下蒸发器换热通道中心面的温度场等值线分布更加均匀,速度场等值线分布较密,递减区间变小,速度递减更快;湿工况下的平均努塞尔特数及阻力系数分别是干工况下的1.70倍和2.15倍,这表明析湿工况将有利于换热性能,但对阻力会产生不利影响。与平翅片管蒸发器相比,百叶窗翅片管蒸发器能有效改善圆管背风侧的空气滞留现象,提高换热效率,百叶窗翅片管蒸发器的平均努塞尔特数的最大增幅和阻力系数均值分别是平翅片管蒸发器的1.67倍和1.61倍,这说明百叶窗翅片在提高平翅片管蒸发器的传热性能的同时会对阻力造成不利影响,但通过分析强化传热因子JF,发现百叶窗翅片管蒸发器的综合换热性能普遍强于平翅片管蒸发器。第三、对百叶窗角度为22°、翅片间距为2mm的百叶窗翅片管蒸发器的析湿性能进行研究,结果表明,翅片表面及换热通道中心面的凝结量均随相对湿度的增加而增多,而随着流速的增加,翅片表面及通道中心面的凝结液尺寸及凝结量均减小;相比于平翅片管蒸发器,百叶窗翅片管蒸发器换热通道内的凝结液分布较多,而翅片表面的凝结液分布较少。百叶窗翅片和平翅片管蒸发器析湿量的平均增幅分别为1.02×10-6kg/s和6.69×10-8 kg/s,前者是后者的约15倍。第四、在相对湿度RHin=50~80%,流速uin=2m/s条件下,对百叶窗角度(15°、22°、28°)及翅片间距(1.5mm、2mm、2.5mm)的几种不同结构百叶窗翅片管蒸发器进行数值模拟分析。结果表明,当翅片间距为2mm时,随百叶窗角度的增加,平均努塞尔特数及阻力系数的平均增长率分别为20.03%及20.77%;当百叶窗角度为22°时,随着翅片间距的增大,阻力系数呈减小趋势,平均下降率为57%,平均努塞尔特数先增大后减小;利用强化传热因子JF分析可知,当翅片间距为2mm时,百叶窗角度的增加能够提高百叶窗翅片管蒸发器的综合换热性,当百叶窗角度为22°时,百叶窗翅片管蒸发器的综合换热性能随着翅片间距的增大而提高。