蒸发冷却用泡沫陶瓷填料表面润湿性能的研究.pdfVIP

摘要

摘要

针对当下资源浪费与环境污染问题，提出以工业废弃陶瓷抛光废渣为原料，经过

二次煅烧工艺和材料拼接组装，将其制备成两种不同流道形式的蒸发冷却用新型泡沫

陶瓷填料，在搭建的蒸发冷却实验台上，对影响填料热质传递性能的系列参数进行测

试分析。本文主要从蒸发冷却泡沫陶瓷填料的制备机理与过程、表面微观特性实验、

填料的流道结构设计、实验台设计与搭建、实验测试与对比分析、适用性分析等方面

进行了深入系统地研究。

（1）机理分析与特性实验：归纳总结出不同填料的制作机理与材料特性，建立填

料表面热质交换模型进行传热传质的理论研究，开展填料表面特性实验研究其润湿性

能。实验结果表明，泡沫陶瓷填料的比表面积大、导热系数低、表面接触角小、蒸发

速率高。

（2）结构设计与仿真模拟：对蒸发冷却用泡沫陶瓷填料的流道结构进行设计优化，

设计出折线型和直线型两种形式。使用Fluent软件对两种流道进行气流组织模拟，以

此作为预实验来初步分析填料的气流分布情况和冷却降温效果。

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（）实验台设计与搭建：设计并搭建了蒸发冷却实验台系统。对泡沫陶瓷直接蒸

发冷却段的各个功能设备进行了选型计算、测点预留和运行调试。

（4）实验测试与分析：在西安工况下，折线型和直线型泡沫陶瓷填料的最佳淋水

密度分别为10.0kg/(m·h)和6.7kg/(m·h)；在乌鲁木齐、西安、常州工况下，折线型填料

的最佳进口风速分别为1.6m/s、1.4m/s、1.2m/s，直接蒸发冷却器的蒸发效率可达

83.01%70.74%67.43%1.0m/s

、、；直线型填料的最佳进口风速均为，直接蒸发冷却器

的蒸发效率分别为77.68%、68.56%、64.23%。折线型泡沫陶瓷填料的空气进出口干球

温差、压降幅度以及制冷能力均要优于直线型填料。进风量越大，两种填料的总体EER

下降得越快。不同填料的性能实验对比发现，植物纤维填料的冷却效果最好，泡沫陶

瓷填料次之。对应用于西安市某小型IDC机房的泡沫陶瓷填料蒸发冷却空调降温系统，

当直接蒸发冷却器采用折线型泡沫陶瓷填料时全年运行小时数为3362h，运行占比

38.38%；采用直线型泡沫陶瓷填料时全年运行小时数为3286h，运行占比37.51%。综

合机房空调的运行特点与泡沫陶瓷填料自身稳定的热物性、良好的耐腐蚀性、优异的

防火性能和“变废为宝”的循环经济性，泡沫陶瓷蒸发冷却空调系统具有广阔应用前景

和显著节能意义。

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文中图幅，表个，参考文献篇。

关键词：泡沫陶瓷填料；直接蒸发冷却器；蒸发效率；润湿特性；流道结构

论文类型：应用基础

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ABSTRACT

ABSTRACT

Inviewofthecurrentproblemsofresourcewasteandenvironmentalpollution,itis

proposedthattheindustrialwasteceramicpolishingresidueispreparedintotwonewtypes

offoamceramicfillersforevaporativecoolingthroughsecondarycalcinationprocessand

materialsplicingassembly.ontheevaporativecoolingtestbench,aseriesofparameters

affectingtheheatandmasstransferperformanceofthefillersweretestedandanalyzed.This

paperismainly