本文關(guān)鍵詞：機(jī)械通風(fēng)冷卻塔塔群布置優(yōu)化數(shù)值模似研究

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【摘要】：電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),近年來(lái),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電力短缺形勢(shì)加劇,電力需求不斷增長(zhǎng)。在電力行業(yè)中,自然通風(fēng)冷卻塔的應(yīng)用較廣,但為適應(yīng)這一急速的電力發(fā)展需求,也有200MW機(jī)組使用機(jī)械通風(fēng)冷卻塔進(jìn)行冷卻的案例,并且這種趨勢(shì)越來(lái)越明顯,這主要是由于機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的一次投資低、建設(shè)工期短。同時(shí),機(jī)械通風(fēng)冷卻塔還被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、制藥、釀造等行業(yè)。對(duì)于自然通風(fēng)冷卻塔,由于其冷卻水量大,往往建造一座或幾座即可滿(mǎn)足要求,并且自然通風(fēng)冷卻塔塔體較高,在出口熱空氣自身的動(dòng)量及熱浮力的影響下,濕熱空氣很難下沉到地面造成熱氣再循環(huán),所以自然通風(fēng)冷卻塔的回流及干擾對(duì)冷卻效果影響較小。而對(duì)于機(jī)械通風(fēng)冷卻塔而言,由于單塔冷卻水量較小,往往需要多排布置在一起,尤其是近些年,機(jī)力塔的建造規(guī)模在明顯加大了,淋水密度和通風(fēng)量都有所提升,它們要抽入大量的空氣。當(dāng)冷卻塔布置間距過(guò)小或距離其他建筑物較近,會(huì)惡化進(jìn)風(fēng)口及淋水裝置中的風(fēng)量分配,減少風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)量,同時(shí),從塔內(nèi)排出的濕熱空氣可能又會(huì)進(jìn)入自身或相鄰塔的進(jìn)風(fēng)口,從而降低它們的冷卻效果。在冷卻塔計(jì)算時(shí),空氣的溫度和濕度通常采用就近的氣象站資料,實(shí)際運(yùn)行時(shí),由于環(huán)境風(fēng)的存在,冷卻塔周?chē)鷷?huì)形成較熱和較潮濕的空氣區(qū)域,如果對(duì)進(jìn)氣條件不加以修正將導(dǎo)致計(jì)算出塔水溫偏低,造成設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)暮蠊ｋm然相關(guān)規(guī)范對(duì)冷卻塔的布置做了要求,但沒(méi)有考慮環(huán)境風(fēng)的影響,一些工作人員也做了相關(guān)的研究,但都是針對(duì)具體工程,不具有系統(tǒng)性。因此,有必要對(duì)環(huán)境風(fēng)速風(fēng)向、冷卻塔的布置方式及其間距對(duì)塔群回流率的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究,以降低由于布置不當(dāng)引起的不利影響。本文建立了單塔及塔群不同布置方式的三維數(shù)值模型,并應(yīng)用商業(yè)流體計(jì)算軟件FLUENT對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,其中,在填料區(qū)域添加質(zhì)量熱量源項(xiàng),外界自然風(fēng)通過(guò)UDF編程添加。通過(guò)計(jì)算,得出了無(wú)自然風(fēng)情況下,單塔不同塔型自身回流率的變化情況；有自然風(fēng)時(shí),不同風(fēng)速風(fēng)向?qū)鋮s塔回流率的影響；冷卻塔單排布置時(shí),不同風(fēng)速風(fēng)向及塔排長(zhǎng)度對(duì)塔群回流率的影響；冷卻塔多排布置時(shí),不同風(fēng)速風(fēng)向及塔排間距對(duì)塔群回流率及塔排間的干擾的影響。計(jì)算結(jié)果顯示：(1)在沒(méi)有外界環(huán)境風(fēng)干擾、完全靜風(fēng)的條件下,單座塔不同的塔型即出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口速度之比v,/v2,對(duì)冷卻塔自身回流率沒(méi)有影響；存在環(huán)境風(fēng)時(shí),單塔回流率隨v,/v2的增大逐漸減�。辉谒鸵欢ǖ臈l件下,回流率隨風(fēng)速的增大而變大。(2)對(duì)于多座冷卻塔單排布置的情況。風(fēng)向90°時(shí),塔群平均回流率隨風(fēng)速先增大后減小,當(dāng)塔排長(zhǎng)度與塔寬之比大于5時(shí),塔群平均回流率變化量減�。划�(dāng)風(fēng)向?yàn)?。時(shí),下風(fēng)向最后一格塔回流率最高,但較前者風(fēng)向小很多,因此在場(chǎng)地條件允許的情況下,應(yīng)盡量使塔排長(zhǎng)軸平行于主導(dǎo)風(fēng)向。(3)多塔單列布置。0°風(fēng)向時(shí),越靠下風(fēng)側(cè)塔格回流率越大,且隨塔排間距的增加而變大；90°風(fēng)向時(shí),隨L1/B的增加回流率減小,當(dāng)L1/B大于1后,塔群平均回流率基本不變。(4)多塔多列布置。0°風(fēng)向時(shí),塔群平均回流率隨塔排凈距的增大而迅速減小,當(dāng)L2/B大于1時(shí),回流率很小并且基本不受塔排凈距的影響；90°風(fēng)向,當(dāng)風(fēng)速較小時(shí),塔群平均回流率隨塔排間距的增大而減小,當(dāng)風(fēng)速大于9m/s時(shí),隨塔排間距的增大,塔群平均回流率先增大后減小。塔排凈距越大,塔排之間的干擾就越小,對(duì)比而言,越靠近下風(fēng)向的塔排受到的干擾越強(qiáng)。綜合以上計(jì)算結(jié)果,通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算給出了各因素對(duì)塔群回流率及干擾的影響規(guī)律,提出了合理的塔排間距布置,為工程設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：冷卻塔塔群 回流率 干擾 塔排間距 優(yōu)化布置
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM621
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究目的及意義13-15
• 1.2 冷卻塔回流率的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 規(guī)范對(duì)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔布置的規(guī)定18-20
• 1.4 論文內(nèi)容安排20-21
• 第二章 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的工作原理及相關(guān)計(jì)算21-33
• 2.1 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔概述21-22
• 2.1.1 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的分類(lèi)21
• 2.1.2 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的氣流運(yùn)動(dòng)22-29
• 2.2.1 流體及流動(dòng)的基本特性22-25
• 2.2.2 濕空氣的物性參數(shù)及其關(guān)系25-28
• 2.2.3 冷卻塔內(nèi)空氣的流動(dòng)過(guò)程28-29
• 2.3 機(jī)械通風(fēng)冷卻塔回流率的相關(guān)計(jì)算29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 數(shù)值模擬方法簡(jiǎn)介33-43
• 3.1 CFD數(shù)值解法33-34
• 3.1.1 CFD概述33-34
• 3.1.2 離散方法34
• 3.2 Fluent計(jì)算流程34-35
• 3.3 氣流運(yùn)動(dòng)的控制方程35-38
• 3.4 網(wǎng)格劃分38-39
• 3.5 邊界條件設(shè)置39-40
• 3.6 計(jì)算域的選取40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 塔群回流及干擾數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與分析43-69
• 4.1 計(jì)算工況43-45
• 4.1.1 單塔計(jì)算工況43-44
• 4.1.2 多塔單排計(jì)算工況44
• 4.1.3 多塔多排計(jì)算工況44-45
• 4.2 單塔不同塔型對(duì)回流率的影響45-50
• 4.2.1 無(wú)風(fēng)條件下單座塔的回流率45-46
• 4.2.2 環(huán)境風(fēng)速對(duì)單座塔回流率的影響46-50
• 4.3 單排布置時(shí)塔排長(zhǎng)度對(duì)塔群回流率的影響50-57
• 4.3.1 無(wú)風(fēng)時(shí)塔排長(zhǎng)度對(duì)塔群回流率的影響50-52
• 4.3.2 環(huán)境風(fēng)對(duì)單排塔回流率的影響52-57
• 4.4 多排布置時(shí)塔排間距對(duì)塔群回流率的影響57-67
• 4.4.1 多排單列布置塔排間距對(duì)塔群回流率的影響57-61
• 4.4.2 多排多列布置塔排間距對(duì)塔群回流率的影響61-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論與展望69-71
• 5.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)69-70
• 5.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-76
• 致謝76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 許雅娟,羅挺;FLUENT用于大氣污染擴(kuò)散的數(shù)值模擬[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào);2005年02期

2 郭棟鵬;姚仁太;喬清黨;文云朝;;核電廠(chǎng)冷卻塔水汽擴(kuò)散影響因素的分析[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

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本文編號(hào)：1108871