探討平板蒸發式空氣冷器的熱與質傳遞

Abstract

在空氣調節系統中，溼面熱交換器是利用空氣和水作為一邊的冷卻介質，來冷卻另一 邊的熱流量，因為水與空氣交界面有蒸發作用，質傳與熱傳同時進行，故稱為蒸發式 冷卻器。 本文在實驗部分設計了逆向流（Counter Flow）和正交流（Crossflow ）兩種平板蒸 發式空氣冷卻器。固定熱空氣進口的流量與溫度，變化冷空氣進口的流量與乾溼球溫 度以及水膜進口的流量與溫度，量測冷空氣出口乾溼球溫度與水膜出口溫度。在雷諾 數２０００至１２０００範圍，可計算出冷空氣與水膜交界面的平均質傳係數、平均 熱傳係數以及總熱質傳係數。實驗結果顯示由質傳所得的熱傳量佔全部熱傳量８５％ 以上，並獲得平均質傳係數與冷空氣雷諾收、水膜雷諾數、水膜進口溫度的經驗公式 。為了提高質傳遞，以增加熱傳效率和減少經濟成本，在水膜表面加覆網狀芯或是金 屬線，可加強擾流作用，提高質傳係數，但以金屬線的效果較好。另外質傳與熱傳的 路易士類比關係並不存在，它與冷空氣的雷諾數與進口乾溼球溫度有關。 理論部分則建立一維流動與熱傳模式，以有限差分法分析逆向流與正交流的熱傳性能 ，比較理論模與實驗結果，顯示以一維模式分析，會造成誤差。