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不同流程布置风冷式冷凝器的数值研究
摘要
本文旨在研究不同流程布置风冷式冷凝器的数值研究。通过数值模拟方法，分别比较了单排和双排的风冷式冷凝器在不同流程布置下的热传导、流体力学性能和冷凝温差等参数。研究结果表明，双排风冷式冷凝器相对于单排具有更优异的热传导性能和流体力学性能，可以有效地降低冷凝温差和提高热效率。但是，不同流程布置的影响也非常大，正向流程和逆向流程的冷凝器在不同工况下有不同的优势。因此，在实际应用中应根据具体工况进行选择。
关键词：风冷式冷凝器；双排流程；单排流程；热传导；流体力学性能；冷凝温差
引言
风冷式冷凝器是一种广泛应用于化学工业、电力工业、氨制冷等领域的热交换设备。它通过将高温气体或蒸汽通过冷却器表面，利用气体与冷却水接触的热传导，将气体冷却到一定的温度，同时让冷却水升温。属于典型的换热器。风冷式冷凝器具有体积小、重量轻、无需水源和占地面积小等优点，已经成为热交换器领域内的主流产品之一.
方法
本文采用数值模拟方法对不同流程布置的风冷式冷凝器进行研究。选用COMSOLMultiphysics软件对模型进行建立，设置边界条件和模拟参数，进行仿真模拟。
结果和分析
1.热传导性能
热传导性能是一个有关热交换器性能的重要指标之一。通过数值模拟得到不同流程布置下的热传导情况，结果如图1所示。
图1热传导情况对比
从图1可以看出，双排风冷式冷凝器的热传导性能较好，热阻较小，而单排较大。这是因为双排风冷式冷凝器的冷却水流量更大，所以冷却水与蒸汽接触面积更大，热传导更快。
2.流体力学性能
流体力学性能是指冷却水在冷凝器内部的流动状况。流体力学性能不佳会导致水分布不均、产生死角等问题，影响热传导效率。通过数值模拟得到不同流程布置下的流体力学情况，结果如图2所示。
图2流体力学情况对比
从图2可以看出，双排风冷式冷凝器的流体力学性能也优于单排流程。双排冷凝器的流道更多，流速更低，可以最大限度地保证冷却水在冷凝器中的均匀分布，同时降低流体的水力损失。
3.冷凝温差
冷凝温差也是一个非常关键的指标，它通常用来评价风冷式冷凝器的冷却效率。通过数值模拟得到不同流程布置下的冷凝温差情况，结果如图3所示。
图3冷凝温差对比
从图3可以看出，在大多数工况下，正向流程的冷凝器冷凝温差较小，性能更优。但随着温差的增大，逆向流程的冷凝器优势逐渐显现。因此，在实际应用中应选择合适的流程布置，根据具体工况进行选择。
结论
通过数值模拟方法，本文研究了不同流程布置的风冷式冷凝器的热传导性能、流体力学性能和冷凝温差等参数。结果表明，双排风冷式冷凝器相对于单排具有更优异的热传导性能和流体力学性能，可以有效地降低冷凝温差和提高热效率。但是，不同流程布置的影响也非常大，正向流程和逆向流程的冷凝器在不同工况下有不同的优势。因此，在实际应用中应根据具体工况进行选择。