摘要：依照作图法和理论分析法，分析给出了计算机程序设计时翅片管蒸发器计算中水膜饱和状态点s 2种确定方法。

关键词：仿真 翅片管蒸发器 机器露点

引言

翅片管式蒸发器程序优化设计随着制冷空调行业的不断发展，系统优化，节能呼声的提高越来越得到重视。程序计算和手工计算相比除了考虑因素的更全面，更微观，计算精度提高以外，在计算处理方法上还有他区别于手工计算的特点：比如查图实现方法，查表实现方法，作图法计算机实现方法。

本文将简要讨论一下翅片管蒸发器程序设计中水膜饱和状态点s确定方法。

在翅片管蒸发器设计过程中，通常根据空气处理过程线来确定翅片表面水膜饱和状态（见下图）。手工计算时在焓湿图上通过作图法很容易确定点s。但在计算机程序设计时却要采取完全不同的方法。

针对以上作图法的计算机实现。本文采用两种方法，一种方法是模拟制图方法；一种方法是根据待求目标的实质（定义），通过理论计算得到。

先讨论模拟作图法：即在湿空气含湿图100%湿度线上搜寻s点。

湿空气处理过程

如上图，湿空气经过蒸发器，空气状态从点1变化到点2，过程线延长交100%湿度线于点s。因为s点的温度一定在蒸发温度和状态点2湿球温度之间，根据如果状态点1，2，s在同一直线，直线1-2与直线2-s斜率相等，在上述温度区间内就可以用简单的2分法来搜寻到点s。过程如下：

图2-8 机器露点s确定过程图

具体实现过程如下：

     var           //命名变量

        a,b,c, tx,:real;//临时变量

t₁,han₁,rh₁,d₁,tl₁,t₂,han₂,rh₂,d₂,tl₂ ,ts,rhs,hans,ds,tls:real; //1,2,s点干球温度、焓、相对湿度、含湿量、露点温度

k1,k2:real;//斜率

     begin   //开始

       txd to hdtl(t₁,rh₁,han₁,d₁,tl₁);//根据相对湿度和干球温度求焓，含湿量、露点温度

       txd to hdtl(t₂,rh₂,han₂,d₂,tl₂); //根据相对湿度和干球温度求焓，含湿量、露点温度

       if  d₁<>d₂ then          //如果空气进出口含湿量不等

       begin

          k₁:=(t₁-t₂)/(d₁-d₂);//计算1、2点直线斜率

          tx:=100;

          a:=tl₂;//a为s点温度的右边界

          b:=tzhengfa; //b为s点温度的左边界

          repeat

          c:=(a+b)/2;

          txd to hdtl(c,tx,hans,ds,tls);

          k2:=(t₂-ts)/(d₂-ds); //计算2、s点直线斜率

          if k2=k1 then

            begin

            a:=c;

            b:=c;

            end

          else

            if k2>k1 then  //即c大于ts

              a:=c

            else          //即c小于ts

              b:=c;

         until abs(a-b)<=0.2; // 搜索范围左右边界差值绝对值小于等于0.2℃停止。

         ts:=(a+b)/2;       // 取搜索范围左右边界的平均值作为翅片表面水膜温度的平均值。

       end

     else

ts:=tl₁;  //如果空气进出口含湿量相等时

end.       //结束。

下面讨论根据待求目标的实质的理论计算（需要了解翅片管蒸发器设计方法

和设计过程，有关过程请参照相关文献，限于篇幅在此不加介绍）：

第一步：根据方法1分析，令，计算冷却效率。

第二步：设计建立蒸发器结构，计算相应空气侧和制冷剂侧的对流换热系数。

由计算出管壁平均温度。

由计算出制冷剂出口管壁温度。

由计算出制冷剂入口管壁温度。

忽略管壁热阻，翅片与管壁的接触热阻，翅片基部温度为t_w。

：空气侧当量放热系数，：制冷剂进出口处空气温度，：肋化系数

空气和制冷剂按逆流换热处理：

令为 z点翅片过余温度和平均过余温度，x为翅片肋高方向，z为制冷剂流动方向(参照下图)，空气沿制冷剂流动方向温度升高。

翅片管简化示意图

 为一常量       

l 当量肋高：决定于肋片形式

为空气沿制冷剂流动管长的平均温度

为制冷剂管壁沿流动长度的平均温度

采用划分微元计算方法[1][4]时，上述平均温度可以计算出来，其精度决定于微元的划分段数。

采用集中参数法[1]时，管壁因为温度波动不大，平均温度可采用线性平均温度；空气平均温度采用对数平均温度： 。为制冷剂和空气之间的对数平均温差。

计算出的t_s为翅片表面平均温度。考虑到管壁裸露面积，修正t_s为：

计算出t_s与假设t_s比较，如相差较大，替换后重新返回计算，直到误差小于期望值。

由此可见，计算机实现的方法有别于传统的手算，选择合适的计算机实现方法也很重要。在上述方法中，方法2过程实际参与到整个蒸发器的设计过程之中，从而使得整个设计循环层次增加，运算量和复杂程度因此增加。理论分析法虽然有清晰的物理意义，但计算起来不方便。实际运用中方法1更适合一些。

[1]丁国良，张春路.制冷空调装置方针与优化.科学出版社. 第一版

[2]彦启森.空气调节用制冷技术.中国建筑工业出版社.第二版.p65

[3]杨士铭主编.《传热学》.1981.7.人民教育出版社

[4]Wang H,Touber S.Distributed and non-steady-state modeling of air cooler.Int J Refrig,1991,14(2):98-111

[5]薛殿华主编. 空气调节. 清华大学出版社.1991第一版

[6]杨同球. 计算表面式空气冷却器的简便方法. 制冷学报. 1983第二期

[7]周亚素. 蒸发器换热热阻分析. 制冷学报. 1999第4期