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(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國現(xiàn)行冷卻塔設(shè)計規(guī)范165m的高度限值，也將創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄。為保證此類超大型冷卻塔的安全性與經(jīng)濟(jì)性，同時也為我國規(guī)范的修訂提供依據(jù)，本文采用風(fēng)洞試驗、CFD數(shù)值模擬和有限元響應(yīng)分析等手段對200m高超大型冷卻塔的風(fēng)荷載、響應(yīng)特性和風(fēng)致干擾進(jìn)行研究。本文主要研究內(nèi)容和成果有： (1)通過CFD數(shù)值模擬對剛性模型內(nèi)表面測壓風(fēng)洞試驗存在的不足進(jìn)行了分析，表明風(fēng)洞試驗得到的結(jié)果仍然可靠。風(fēng)洞試驗結(jié)果表明，冷卻塔內(nèi)表面風(fēng)壓受塔內(nèi)雷諾數(shù)、風(fēng)向角影響較小，而受十字擋風(fēng)擋板和填料層透風(fēng)率影響較大；總的來說，內(nèi)壓沿環(huán)向、高度基本不變。 (2)分析了粗糙條各參數(shù)對風(fēng)壓分布的影響，，發(fā)現(xiàn)粗糙度系數(shù)k/s是描述粗糙度大小的重要參數(shù)，風(fēng)壓分布與之密切相關(guān)；給出了根據(jù)k/s估算風(fēng)壓的計算公式和粗糙度雷諾數(shù)ReR與最小風(fēng)壓系數(shù)Cpmin之間的函數(shù)關(guān)系式，據(jù)此可較精確的預(yù)測待模擬目標(biāo)曲線所需的粗糙度和試驗風(fēng)速大小。 (3)對單塔外、內(nèi)表面風(fēng)壓的三維繞流特性和設(shè)計取值簡化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)冷卻塔外表面風(fēng)荷載三維效應(yīng)顯著，內(nèi)壓也并非嚴(yán)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(yīng)大小與外表面風(fēng)壓分布特征密切相關(guān)，而與阻力系數(shù)大小并無絕對關(guān)系；外、內(nèi)表面風(fēng)壓設(shè)計取值分別簡化為“代表性曲線”和常數(shù)-0.50可保證結(jié)構(gòu)的安全性。 (4)通過理論推導(dǎo)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(xiàn)質(zhì)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(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了深入分析，結(jié)果表明良態(tài)氣候下冷卻塔的風(fēng)致響應(yīng)不大，動力放大效應(yīng)不明顯。 (5)基于剛性模型同步測壓風(fēng)洞試驗對雙塔干擾效應(yīng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)風(fēng)致干擾對風(fēng)壓分布形態(tài)影響較大，并以串列時的下游塔最為嚴(yán)重；不同荷載參數(shù)得到的干擾因子差別較大，即使是同一荷載參數(shù)，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(fēng)荷載干擾因子影響較小。 (6)利用氣彈模型對雙塔風(fēng)致干擾效應(yīng)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)動力響應(yīng)特性受干擾影響較小，而風(fēng)振系數(shù)略有增大；由反映荷載大小的力系數(shù)得到的干擾因子并不能真實反映干擾效應(yīng)對響應(yīng)的影響，冷卻塔的風(fēng)致干擾效應(yīng)大小應(yīng)以風(fēng)致響應(yīng)來考察；風(fēng)致響應(yīng)干擾因子受表面粗糙度影響較小。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU312.1;TU347

【參考文獻(xiàn)】

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2 趙林;李鵬飛;葛耀君;;等效靜風(fēng)荷載下超大型冷卻塔受力性能分析[J];工程力學(xué);2008年07期

3 趙林;葛耀君;許林汕;武占科;;超大型冷卻塔風(fēng)致干擾效應(yīng)試驗研究[J];工程力學(xué);2009年01期

4 沈國輝;余關(guān)鵬;孫炳楠;樓文娟;李慶祥;楊仕超;;模型表面粗糙度對冷卻塔風(fēng)荷載的影響[J];工程力學(xué);2011年03期

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6 張軍鋒;趙林;柯世堂;葛耀君;;大型冷卻塔雙塔組合表面風(fēng)壓干擾效應(yīng)試驗[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年04期

7 沈國輝;張陳勝;孫炳楠;樓文娟;;大型雙曲冷卻塔內(nèi)表面風(fēng)荷載的數(shù)值模擬[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年04期

8 柯世堂;葛耀君;趙林;;基于氣彈試驗大型冷卻塔結(jié)構(gòu)風(fēng)致干擾特性分析[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年11期

9 董國朝;陳政清;羅建輝;牛華偉;;冷卻塔混凝土粗糙度對平均風(fēng)壓系數(shù)的影響[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年07期

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

本文編號：2527850