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蒸发式空气冷凝器或冷却器将管式换热器与空气冷却塔合为一体,利用管外水膜的蒸发及与空气换热带走热量,能显著提高管外传热强度。与传统的水冷式和风冷式换热器相比,其结构紧凑,占地面积小,传热效率高,节水节能,操作稳定,在石油化工、电力、冶金等行业具有广阔的应用前景。目前,蒸发式空气冷凝器在制冷系统中已得到广泛的应用,为了将蒸发式空气换热器推广到石油化工中的冷却操作,本文以水为工艺介质,研究了蒸发式空气冷却器的传热性能,实验考察了循环水量、风量及管内介质流量等因素对传热性能的影响。主要研究内容如下:(1)对蒸发式空气冷却器的传热过程进行了理论分析和工艺设计计算,确定了实验装置的换热面积。(2)管内流体流速对传热效果有一定影响,当管内流体流量增加时,流体的湍动程度加剧,层流底层的厚度变薄,管内给热膜系数增加,管内传热阻力减少,总热阻也相应减少,则总传热系数k增加。管内流体流量的变化对管外给热膜系数没有影响。(3)研究了喷淋水流量对传热的影响,随着喷淋量增大,液膜湍动加剧导致液膜传热热阻降低,管外传热膜系数和总传热系数增大,但喷淋量大到一定程度后又会使液膜厚度加厚导致液膜热阻变大,从而管外传热膜系数和总传热系数降低。循环水泵频率80%时传热效果最好。(4)管外空气流量的增加在一定范围内可提高传热效率。随着管外空气流量的增加,换热盘管管外湍动程度加剧,加快了空气与水之间的传热传质,管外的传热阻力减少,管外给热膜系数及总传热系数逐渐增加。当风机频率达到80%时传热效果最好。(5)实验结果表明介质进口温度对传热效果有一定的影响,在一定温度范围内,进口温度增加时,传热推动力增加;同时,强化了管内和管外的传热过程,传热量、总传热系数、管内外给热膜系数都相应增加。介质进口温度45℃时的传热量是30℃时的2.6倍,总传热系数为1.4倍。(6)对比研究了干式空冷、喷淋冷却和蒸发式空气冷却三种传热方式的传热效果,干式空冷的传热效果最差,蒸发式空冷的传热效果最好,传热量高达584.6kw,是干式空冷传热量的13倍;总传热系数为1021.6w/(m~2·k),为干式空冷的23倍多。