石墨烯叉流空冷器制造技术

本发明专利技术涉及逆流式冷却塔的技术领域，特别是涉及一种石墨烯叉流空冷器，依据叉流板式换热器的工作原理设计而成，换热板片采用亲水性较好的改性PVC片材模压成型，独特的高频焊接技术完成片间焊接，杜绝冷热空气的渗漏，其具有良好的消雾、节水效果，导热快、热交换效率高、耐腐蚀、重量轻、使用寿命长；包括多组石墨烯改性换热层，每组石墨烯改性换热层均包括两组石墨烯改性PVC换热板片，每组石墨烯改性PVC换热板片边缘区域均设置有外延片，两组石墨烯改性PVC换热板片之间通过位置相对的外延片固定连接并形成第一通路，多组石墨烯改性换热层之间通过相靠近的两组石墨烯改性PVC换热板片之间的外延片固定连接，形成多组第二通路。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯叉流空冷器
本专利技术涉及逆流式冷却塔的
，特别是涉及一种石墨烯叉流空冷器。
技术介绍
众所周知，北方寒冷地区，机械通风冷却塔在冬季运行时，出塔的湿热饱和空气与塔外冷空气混合，由于冷却和凝缩形成含有大量细小液粒群的雾团，传统的机械通风冷却塔在运行过程中，冷空气在冷却塔内部与水换热后生成了接近饱和的湿热空气，湿热空气出塔后与冷空气混合，冷却、凝缩成含有许多微小液滴的雾团，造成水的蒸发损失，同时，由于机械通风冷却塔的高度较低，雾团的飘散会影响周边居民区生活及道路交通安全，冷却塔周围道路湿滑，影响工作人员的正常巡检。随着国家对水资源及环保的日益重视，机械通风冷却塔节水、消雾变得越来越重要了，近年来，各类冷却塔的消雾技术逐渐被各冷却塔公司使用到工程当中，冷却塔消雾主要有以下几种方法：1、向冷却塔内引入足量的环境空气，与出填料的湿热空气混合；2、加热出填料的湿热空气；3、向冷却塔内引入一定量的环境空气，并经过加热后与填料出口的湿热空气混合；4、向冷却塔内引入一定量的环境空气，通过间壁式换热器与出填料的湿热换热后，再与湿热空气混合。这四种消雾方法中，第1、2种方法实施较为简单，但消雾效果不够理想；第3种方式消雾效果较为理想，也是目前使用较多的一种消雾方式，但该方法投资较高，对塔基础的承载力增加较大。第四种消雾方式投资相对较低、塔基础的承载力增加较少，安装设计合理间壁式换热器则能获得理想的消雾、节水效果，但间壁式换热器的设计难度较高，目前市场使用较少，且消雾、节水效果也不够理想。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种具有良好的消雾、节水效果，导热快、热交换效率高、耐腐蚀、重量轻、使用寿命长的石墨烯叉流空冷器。(二)技术方案叉流板式空冷器中冷、热流体之间的换热一般都是通过流体的对流换热和导热来完成的，对流和导热是叉流板式换热器传热的基本方式，传热过程如图5。叉流换热的理论研究：均质平壁稳定传热符合傅立叶热传导定律，即通过垂直于热传导流方向面积的热量与该面的温度梯度成正比关系，热流方向与梯度方向相反。式中：dQn——传热量，Wλ——导热系数，W/(m.℃)dA——热流通过的面积，m2dT/dn——稳定梯度，℃/m如图6所示的均质平壁传热，导热系数为常数，依据式(1-1)我们可以获得下式：温度沿平壁呈线性变化，由(1-2)可求得平壁是热流量为：式中：R——称为热阻。平板对流换热：固体与流体之间的热交换为对流换热，对流换热是流体内的分子导热与流体运动所引起的热量传输的综合结果，对流换热分为自由对流换热和强制对流换热，强制对流换热是采用强制措施使流体流动形成的与固体的换热过程，叉流板式热器的换热为强制对流换热过程，对流换热量的计算公式可以采用牛顿冷却定律：Q＝αA(T-Tf)(1-4)式中：Q——对流换热量，Wa——对流换热系数，W/(m2.℃)A——固体与流体的换热面积，m2T——固体接触流体的表面温度，℃Tf——流体的温度，℃对流换热量的大小除与固体与流体接触表面积和流体与固体表面温度差有关外，还与流体的对流换热系数有关，对流换热系数与流体的流态是分不开的。流体以一定的速度流过固体壁面时，由于流体的黏性和固体表面的粗糙，两者之间产生摩擦，影响流体近壁面的流动，在固体表面的速度为零，沿固体壁面垂直方向的速度逐渐变大，对于发生在接近固体壁面较薄的流体层称为速度边界层，如图7所示流体流过平板在固体壁面形成的速度边界层，设流体不受固体影响的速度为u∞，则从固体壁面沿y方向速度增加至u＝0.99u∞时的厚度为边界层厚度δu。在流体流过固体壁面时，固体表面与流体接触，由于导热产生热量传递，同时分子本身也在位移中将热量传递给远离固体壁面的流体，从固体壁面在流体内形成温度梯度，这一过程也是发生在近固体壁面很薄的流体层内，称之为温度边界层，如图8所示，类似速度边界层的定义，当流体沿固体壁面温度变化为(Tw-T)/(Tw-T∞)＝0.99时的流体厚度，为温度边界层δT。由于流体内的导热，距离平板前端任意点处的平板上与流体间的热流密度q为：式中：λf——流体的导热系数，W/(m.℃)固体表面上的流体速度为零，流体与固体之间依靠导热传热，由式(1-4)和(1-5)可求得对流换热系数为：由式(1-6)可以看出，对流换热与流体流动的密切关系，换热量的大小取决于流动形态以及流动所形成的温度梯度，当速度等于零时，热交换仅变为导热，对流换热系数也是导热系数。流体的流动形态主要由流体的速度决定，速度低时为层流，随着速度的增大，变化为湍流，如图9所示，在层流区流体的速度沿y方向的变化呈线性变化，过渡区中速度变化无规则，至湍流区流体x方向的速度沿y方向的变化为对数分布，边界层的发展与流体的速度、黏度等有关，这些因素可以以一个无量纲数综合反映，即；雷诺数。式中：Re——雷诺数ν——流体是运动黏度，m2/s同样，也可以引用一个无量纲来反映对流换热，表征壁面形状的特征尺寸lc。将式(1-6)无量纲化：式中：Nu——努谢特数α——对流换热系数，W/(m2k)努谢特数的物理意义是表征导热热阻与对流热阻之比，努谢特数越大，说明换热的控制因素主要是对流换热，越小说明控制因素越取决于导热，解决对流换热问题的关键是求对流换热系数，而对流换热系数主要是速度边界层和温度边界层是求解，可以通过理论分析和试验方式求得对流换热系数，为使问题更具一般意义，引入表征流体黏性与导热的比例常数，称为流体的普兰特数(Pr)，他表明温度边界层和流动边界层的关系，反映流体物理性质对对流传热过程的影响，表示为：通过大量试验分析总结，获得了平板湍流对流换热系数为：式中：——平均努谢特数ReL——以平板长度L为特征尺寸计算的雷诺数C——系数，由试验获得(取决于流道的形式)Pr——普兰特数n、m——指数，由试验获得。凝结换热：湿热流体与冷流体进行热交换，湿热流体与壁面接触时温度降低，在壁面发生凝结，凝结液就会成为一项热阻，按照凝结液在壁面的形式不同，有膜状凝结(凝结液很好地润湿壁面)和珠状凝结(凝结液以一颗颗液珠的形式依附在壁面上)。由于膜状凝结液在壁面上形成完整的液膜，此时的换热必须通过液膜才能传给温度较低的壁面，珠状凝结时，换热是在湿热空气与液珠表面和湿热空气与壁面间进行的，所以膜状凝结要比珠状凝结传热系数低，实际换热过程一般都是膜状凝结，除非对壁面进行处理。由于凝结换热的流态比较复杂，膜状凝结传热系数可以总结为计算公式：μ——冷凝液动力黏度，下标L、W分别代表冷凝液和壁面温度下动力黏度值，Pa.s。n、m、p——为指数由试验获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯叉流空冷器，其特征在于，包括多组石墨烯改性换热层，每组所述石墨烯改性换热层均包括两组石墨烯改性PVC换热板片(1)，所述每组石墨烯改性PVC换热板片(1)边缘区域均设置有外延片(2)，两组石墨烯改性PVC换热板片(1)之间通过位置相对的外延片(2)固定连接并形成第一通路，所述多组石墨烯改性换热层之间通过相靠近的两组石墨烯改性PVC换热板片(1)之间的外延片(2)固定连接，并形成多组第二通路，第一通路与第二通路垂直设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯叉流空冷器，其特征在于，包括多组石墨烯改性换热层，每组所述石墨烯改性换热层均包括两组石墨烯改性PVC换热板片(1)，所述每组石墨烯改性PVC换热板片(1)边缘区域均设置有外延片(2)，两组石墨烯改性PVC换热板片(1)之间通过位置相对的外延片(2)固定连接并形成第一通路，所述多组石墨烯改性换热层之间通过相靠近的两组石墨烯改性PVC换热板片(1)之间的外延片(2)固定连接，并形成多组第二通路，第一通路与第二通路垂直设置。


2.根据权利要求1所述的石墨烯叉流空冷器，其特征在于，每组所述石墨烯改性PVC换热板片(1)上均设置有叉流十六通道(3)。


3.根据权利要求2所述的石墨烯叉流空冷器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁辉，王建勋，刘皓，王建军，王彦杰，王彦超，
申请(专利权)人：中冷环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13