淺析管式多效蒸發(fā)器的特性

發(fā)布時(shí)間：2023-03-06 01:51:01 人氣：644 來源：本站

本文以管式多效蒸發(fā)器為研究對象，采用分布參數(shù)法建立模型，模型中水與制冷劑間的換熱視為逆流換熱，多效蒸發(fā)器中制冷劑在管內(nèi)流動，主要經(jīng)歷從兩相到過熱的過程，但為了提高模型的通用性、更加全地研究多效蒸發(fā)器的動態(tài)特性，在模型中考慮了過冷區(qū)以及過冷沸騰區(qū)。

在某些工況下，制冷劑雖經(jīng)膨脹閥后壓力下降，但仍有可能以過冷狀態(tài)進(jìn)入多效蒸發(fā)器。此時(shí)，制冷劑溫度低于相應(yīng)壓力下的飽和溫度，管壁溫度也不高于該飽和溫度。隨著制冷劑不斷被加熱和所接觸的管壁溫度越來越高，制冷劑將進(jìn)入過冷沸騰狀態(tài)，在此區(qū)域中，雖然制冷劑的主流溫度還低于相應(yīng)壓力下的飽和溫度，而管壁溫度已高于該飽和溫度。

在制冷劑貼近管壁的地方會產(chǎn)生少量小氣泡，在其進(jìn)入主流的過程中又迅速消失。這樣，在這一區(qū)域的換熱系數(shù)就要高于純粹的過冷區(qū)。當(dāng)制冷劑的主流溫度達(dá)到相應(yīng)壓力下的飽和溫度時(shí)，產(chǎn)生的氣泡越來越多并且不再消失，換熱系數(shù)也在迅速提高，這就是所謂的核態(tài)沸騰。

而多效蒸發(fā)器動態(tài)參數(shù)模型的建立包括管內(nèi)制冷劑側(cè)、金屬管壁和管外水側(cè)三部分。在建立多效蒸發(fā)器的動態(tài)分布參數(shù)模型方程時(shí)先做以下假設(shè)：
1.制冷劑在管內(nèi)為一維流動；
2.忽略制冷劑的軸向?qū)幔?br /> 3.忽略重力對制冷劑流動的影響；
4.不考慮制冷劑的粘性耗散效應(yīng)；
5.管外水的流動亦視為一維流動，且忽略水側(cè)的壓降；
6.不計(jì)管壁徑向熱阻；
7.套管外壁保溫良好，其散熱損失視為零。

在有效假設(shè)的情況下，引入邊界條件，邊界條件的引入是為了確定微分方程具體解的形式，對于數(shù)值計(jì)算，正確的給定邊界條件也是很重要的。入口流量。水側(cè)的邊界條件為：入口溫度，入口流量。

在管式多效蒸發(fā)器的變化過程中，起初的參數(shù)變化是非常劇烈的，使用較小的時(shí)間步長

其中，穩(wěn)態(tài)模型的求解只需知道邊界條件即可，而對于動態(tài)模擬由于多了時(shí)間變量，還要給出相應(yīng)的初始條件，以確定下一時(shí)刻的物理參數(shù)值。動態(tài)問題可以看作是它在初始時(shí)刻處于某個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，由于某些條件的變化引起的非穩(wěn)態(tài)過程。

如果這些條件一直保持下去而不再發(fā)生變化，則必定達(dá)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)初始的穩(wěn)態(tài)求解后，在穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)方程中加入時(shí)間項(xiàng)，就不難求得在已知邊界值的條件下的動態(tài)模型解。

故本文先計(jì)算穩(wěn)態(tài)工況，在穩(wěn)態(tài)工況的基礎(chǔ)上，再改變邊界條件，加入流量的階躍變化條件，以獲得動態(tài)模型的解。

在管式多效蒸發(fā)器的變化過程中，起初的參數(shù)變化是非常劇烈的，使用較小的時(shí)間步長；隨著各參數(shù)逐漸地趨于穩(wěn)定，變化不再明顯，則采用較大的時(shí)間步長。

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