發(fā)布時間：2019-08-17 14:43

【摘要】：隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，我國冷卻塔高度即將突破200m，遠遠超過我國現行冷卻塔設計規(guī)范165m的高度限值，也將創(chuàng)造新的世界紀錄。為保證此類超大型冷卻塔的安全性與經濟性，同時也為我國規(guī)范的修訂提供依據，本文采用風洞試驗、CFD數值模擬和有限元響應分析等手段對200m高超大型冷卻塔的風荷載、響應特性和風致干擾進行研究。本文主要研究內容和成果有： (1)通過CFD數值模擬對剛性模型內表面測壓風洞試驗存在的不足進行了分析，表明風洞試驗得到的結果仍然可靠。風洞試驗結果表明，冷卻塔內表面風壓受塔內雷諾數、風向角影響較小，而受十字擋風擋板和填料層透風率影響較大；總的來說，內壓沿環(huán)向、高度基本不變。 (2)分析了粗糙條各參數對風壓分布的影響，，發(fā)現粗糙度系數k/s是描述粗糙度大小的重要參數，風壓分布與之密切相關；給出了根據k/s估算風壓的計算公式和粗糙度雷諾數ReR與最小風壓系數Cpmin之間的函數關系式，據此可較精確的預測待模擬目標曲線所需的粗糙度和試驗風速大小。 (3)對單塔外、內表面風壓的三維繞流特性和設計取值簡化進行了研究，發(fā)現冷卻塔外表面風荷載三維效應顯著，內壓也并非嚴格的沿環(huán)向、高度均勻分布；證明了冷卻塔變形以殼體的局部變形為主，響應大小與外表面風壓分布特征密切相關，而與阻力系數大小并無絕對關系；外、內表面風壓設計取值分別簡化為“代表性曲線”和常數-0.50可保證結構的安全性。 (4)通過理論推導和有限元方法證明了氣動彈性連續(xù)殼體模型能同時滿足冷卻塔殼體、人字柱的各項剛度相似要求，并能實現質量、剛度的連續(xù)分布；發(fā)明了一套精度較高的冷卻塔氣動彈性連續(xù)殼體模型制作工藝，并利用高精度激光位移計對它的風振響應進行了深入分析，結果表明良態(tài)氣候下冷卻塔的風致響應不大，動力放大效應不明顯。 (5)基于剛性模型同步測壓風洞試驗對雙塔干擾效應進行了研究，發(fā)現風致干擾對風壓分布形態(tài)影響較大，并以串列時的下游塔最為嚴重；不同荷載參數得到的干擾因子差別較大，即使是同一荷載參數，由不同特征值得到的干擾因子也有差異；模型表面粗糙度對風荷載干擾因子影響較小。 (6)利用氣彈模型對雙塔風致干擾效應進行了研究，發(fā)現動力響應特性受干擾影響較小，而風振系數略有增大；由反映荷載大小的力系數得到的干擾因子并不能真實反映干擾效應對響應的影響，冷卻塔的風致干擾效應大小應以風致響應來考察；風致響應干擾因子受表面粗糙度影響較小。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU312.1;TU347

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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10 沈國輝;鮑侃袁;孫炳楠;李慶祥;;單塔和雙塔情況下大型冷卻塔的表面風壓研究[J];華中科技大學學報(自然科學版);2011年07期

相關博士學位論文 前1條

1 鮑侃袁;大型雙曲冷卻塔的風荷載和風致響應理論分析與試驗研究[D];浙江大學;2009年

本文編號：2527850