以單元式ε-NTU法為架構之滿溢式與噴淋式蒸發器性能計算

噴淋式蒸發器中冷媒是藉由薄膜蒸發與池沸騰兩種方式被汽化，而滿溢式蒸發器的熱傳機制為強制對流與核沸騰兩種方式，在冷媒側的熱傳上兩者有很大的差異性。本研究综合分析文獻中關於噴淋式蒸發器的熱傳理論，以「單元式e-NTU法」為運算架構，並整合現有的理論與經驗公式，開發出一套預測滿溢式與噴淋式蒸發器性能之計算程式。此方式的優點在於先判斷出每一個區塊的冷媒乾度，依照乾度情形區分為飽和或過熱狀態，並判斷出流體在不同的溫度、乾度等狀態來計算其熱傳性能，此種區塊運算相較於使用管集平均熱傳性能的整段計算法來計算熱傳性能更加準確；而對於蒸發器而言，由於沸騰性能與管壁過熱度有關，更需要採取分段計算的方式。本研究由文獻中整理出三種不同熱傳管(光滑管、Tu-B、Gewa-B3)的核沸騰經驗式，並加入程式中以提供蒸發器設計上之選擇。由本研究所開發之性能預測程式，經過與工研院所提供的實測數據比較，證實其預測誤差在11%以內。本程式模擬三台滿溢式蒸發器（一台4-pass、兩台3-pass）的滿載條件，發現與實測數據的最大誤差為10.57 %；而模擬一台噴淋式蒸發器滿載狀態下，各種蒸發溫度與不同冰水入口溫度測試條件下的24筆數據中最大誤差為9.78％，預測噴淋式部分(75％)負載下的19筆數據中最大誤差則為11.6％。本研究利用此性能預測程式計算各種管排設計之蒸發熱傳性能，以作為噴淋式蒸發器的輔助設計工具；並由程式所計算之各區段熱傳係數，分析流量、乾度、溫差等因素對於冷媒側熱傳性能之影響。

關鍵字

單元式e-NTU法；噴淋式蒸發器；滿溢式蒸發器；薄膜蒸發

並列摘要

In the present study, a critical literature review regarding spray evaporator and falling film evaporation is presented, and the predictive abilities of the existing models of flooded evaporator and spray-type evaporators were evaluated. This study also developed a computer code, which used the elemental NTU-

並列關鍵字

elemental NTU-e model ； spray evaporator ； flooded evaporator ； falling film evaporation

參考文獻

[36]簡良翰與鄭全宏，「噴淋式蒸發器之熱傳性能預測新模型」，冷凍與空調期刊，33期，民94，頁75-84。

[37]王啟川，熱交換器設計，五南圖書出版有限公司，2001。

[1]Thome, J. R., “Falling Film Evaporation: State-of-the-Art Review of Recent Work,” Enhanced Heat Transfer, Vol. 6, 1999, pp. 263-277.

[2]Webb, R. L., Choi, K-D. and Apparao, T. R., “A Theoretical Model for Prediction of the Heat Load in Flooded Refrigerant Evaporators, ” ASHRAE Transactions, Vol. 95, 1989, pp.326-338.

[3]Browne, M. W. and Bansal, P. K., “An elemental NTU-ε model for vapor compression liquid chillers,” International Journal of Refrigeration, 2001, pp. 612-627.

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