Para reduzir o consumo de energia do compressor do sistema de separação de ar e melhorar a confiabilidade operacional do compressor, este artigo propõe um desumidificador de resfriamento com estrutura matricial multinível para a desumidificação do ar de entrada do compressor, e foi montada uma bancada experimental de resfriamento e desumidificação multinível para testar o desempenho do desumidificador. Os resultados experimentais mostram que, quando a umidade e a temperatura do ar de entrada são fixadas em 11,7 g/(kg de ar seco) e 24,4 ℃ respectivamente, ao aumentar a vazão mássica do ar de 0,48 kg/s para 0,78 kg/s, a umidade do ar na saída aumenta de 7,1 g/(kg de ar seco) para 7,7 g/(kg de ar seco); quando a vazão mássica e a temperatura do ar de entrada são fixadas em 0,53 kg/s e 25,2 ℃ respectivamente, ao aumentar a temperatura da água de resfriamento de 6,9 ℃ para 11,9 ℃, a umidade do ar na saída aumenta de 7,1 g/(kg de ar seco) para 9,4 g/(kg de ar seco). Simultaneamente, foi estabelecido um modelo numérico estacionário do processo de transferência de calor e massa dentro do desumidificador e os resultados da simulação foram comparados com os resultados experimentais. Os resultados mostram que o erro médio do modelo para a umidade e a temperatura do ar na saída do desumidificador foi de 8,6% e 2,1% respectivamente, o que demonstra boa confiabilidade. Um estudo de simulação adicional investigou o desempenho de desumidificação do desumidificador com estrutura matricial multinível e da estrutura de escoamento cruzado de estágio único, constatando-se que a adoção da estrutura multinível pode melhorar efetivamente a eficiência da desumidificação; quando as vazões mássicas do ar de entrada e da água de resfriamento são 0,53 kg/s e 0,3 kg/s respectivamente, a quantidade de desumidificação da estrutura multinível pode ser aumentada em 4,3%, e a eficiência da desumidificação pode ser melhorada em 2,5%; aumentando o comprimento do módulo de enchimento é possível melhorar a eficiência da desumidificação. Quando o volume do módulo de enchimento retangular é fixado em 0,054 m3 e o comprimento do módulo aumenta de 0,14 m para 0,28 m, o coeficiente de transferência de massa pode aumentar de 4,3 g/(m2·s) para 6,5 g/(m2·s), e a eficiência da desumidificação aumenta de 66,4% para 79,2%.

desumidificação por resfriamento;torre de embalagem;simulação numérica;eficiência da desumidificação