火电机组湿式冷却塔加装导流板的数值研究

基于CFD软件和自然通风湿式冷却塔相关理论,对冷却塔喷淋区和雨区采用离散相模型计算,对填料区建立了基于Poppe理论的数值求解模型。模拟了无外界因素影响的情况下冷却塔的热力性能。结果表明:冷却塔中心区域空气的温度高湿度大,影响整体的冷却效果。通过在雨区外围加装导流板,使空气旋转上升,增加中心区域空气扰动,增强换热能力;同时对喷水面实行分区配水,减少中心区域淋水量,结果使出塔水温降低0.481℃。     

盘管与填料复合型横流式冷却塔热力性能分析

介绍了填料与盘管复合型冷却塔的布置形式及其换热流程,在t=20~40℃范围内,应用误差率不大于1%饱和空气焓值的回归公式,填料区应用平均焓差法联合盘管区的热力微分方程及边界条件对该复合塔进行求解。经分析可知盘管区喷淋水入口温度t_(w1)≠t_(w2)(盘管喷淋水出口温度),填料的应用增加了管内外的换热温差,减小金属盘管使用量,节约造价具有一定的经济效益。     

烟气除湿喷淋塔出口液滴逃逸率研究

为了降低火电厂烟气含湿量,以新型的上喷淋上进气喷淋塔为研究对象,采用FLUENT模型模拟喷淋塔内部两相流体的运动,并与实验验证,采用单变量分析方法研究烟气流速、喷淋液滴直径、喷淋速度、喷淋流量四种因素对出口液滴逃逸量的影响。研究结果表明：各操作条件对出口液滴逃逸量的影响程度：液滴直径>喷淋流量>进气速度>喷淋速度;出口液滴逃逸量随着喷淋流量和进气速度的增长而线性增长;在进气速度3.5 m/s下,当液滴直径小于1 mm时,逃逸量随液滴直径减小而迅速上升;当直径大于1 mm时,液滴逃逸量几乎为0,不受喷淋流量影响。     

燃气轮机进气管道内喷雾蒸发冷却数值模拟

为了研究燃气轮机进气空气状态对其管道内液滴汽化长度的影响,采用DPM模型方法从进气温度、相对湿度、进气速度3方面对进气管道内喷雾直接蒸发冷却进行数值模拟和分析。模拟结果表明:进口空气温度越高,相对湿度越大,液滴在管道内汽化长度越短;适当地降低进口风速有利于降低液滴的汽化长度;雾化液滴的直径越小液滴汽化距离越短。     

基于焓差法分析自然通风冷却塔出口水温的影响因素

采用焓差法建立了自然通风冷却塔出口水温的热力计算模型,并把凝汽器和冷却塔作为一个整体综合研究和分析了冷却塔出口水温的各种影响因素及其影响规律．结果表明：冷却水量、填料断面风速、凝汽器蒸汽负荷以及环境空气的相对湿度均对冷却塔的进口和出口水温有明显影响,且上述因素对进口水温的影响大于对出口水温的影响．     

基于太阳能热泵的空温式气化器运行影响因素分析

为了提高空温式气化器(AAV)的气化能力和使用效率,将直膨式太阳能热泵应用于液化天然气(LNG)气化,提出基于太阳能热泵的LNG气化系统(DX-SAHPNV),建立AAV在强制对流换热条件下的传热传质模型,并分析送风温度、相对湿度、送风速度和LNG入口温度对系统中AAV气化性能的影响。结果表明,强制对流换热条件下,送风温度每升高10 K,AAV出口温度至少升高3.49%;送风速度每增大1 m/s,液相区长度至少缩短11.11%;AAV入口温度每升高5 K,两相区长度至少缩短3.70%;相对湿度对AAV气化性能影响很小。结论认为,DX-SAHPNV系统能保证集热/蒸发器有效吸收太阳能和空气能,预热部分LNG和实现AAV实时化霜化冰。     

湿法烟气脱硫喷淋塔的实验与反应模型研究

建立了石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔实验台,实验研究了重要的操作参数对喷淋塔脱硫效率的影响规律。实验结果表明,提高液气比和浆液pH值、降低烟气温度和烟气速度、降低入口烟气的SO2浓度以及强制氧化均可以提高脱硫效率。将喷淋浆液分成喷淋液滴和塔壁液膜两种存在形式,并分别建模,喷淋液滴的脱硫过程采用Gerbec液滴脱硫模型计算,将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流两种状态,发展出了新的喷淋塔脱硫反应模型。模型计算结果表明,相对于Gerbec液滴模型,本文的模型计算结果与实验数据吻合得更好。     

雾化加湿中的液滴蒸发与加湿过程数值分析

将雾化强化加湿技术引入加湿除湿海水淡化系统,建立雾滴与热空气之间的质能守恒及热质传递模型,并在相关假设基础,对雾化加湿器内的雾滴蒸发与空气热湿过程进行分析。分析结果显示,当空气和雾滴初始温度分别为90℃及20℃,气液体积比在45×10~3时,直径为100μm的雾滴在1.29s内实现完全蒸发,此时空气相对湿度为78%,而当气液体积比降低至40×10~3时,液滴直径降至36.7μm时达到气液平衡,此时空气相对湿度为100%。空气热湿过程分析结果显示,气液体积比为25×10~3~40×10~3时,出口空气相对湿度均能达到饱和状态,出口空气温度约为35℃,蒸发率可达70%以上。     

自然通风湿式冷却塔加装挡风板优化设计

以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础,借助于CFD模拟软件,建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型,主要的换热区域如填料、雨区和喷淋区采用离散相模型。由于冬季气温较低和塔内的换热不均,在冷却塔的填料下面、进风口处、基环面容易结冰,提出了在进风口处加装挡风板的方案,数值模拟分析结果显示,该方案改善了塔内温度场,有效的防止了塔内结冰。     

基于焓差理论的带填料逆流闭塔热力性能分析

为了分析不同风量和喷淋水量对填料逆流闭式冷却塔热力性能的影响,建立和验证了带填料逆流闭式冷却塔热质交换的数学模型,基于焓差理论对模型计算的结果进行分析。结果表明：加入填料相当于对盘管区进口的喷淋水进行预冷,降低了喷淋水的平均温度,使带填料闭式冷却塔的冷却性能优于纯盘管闭式冷却塔;风量的增加可以提高带填料逆流闭式冷却塔和纯盘管逆流闭式冷却塔的热力性能,两种塔的冷却性能随风量增加的提升速率相同;喷淋水量的增加对纯盘管逆流闭式冷却塔的热力性能的影响较小,却可以较大幅度提高带填料逆流闭式冷却塔的热力性能。     

环境参数对冷却塔性能影响的综合分析

以某电厂冷却塔为研究对象,对不同环境参数下冷却塔性能进行了数值模拟,研究了环境温度和相对湿度对冷却水温降的综合影响。结果表明,随着相对湿度的增加,冷却水温降减小;环境温度越高,相对湿度对冷却水温降的影响作用越明显,环境温度为5℃时,相对湿度每增加0.1,冷却水温降约减少0.1℃,环境温度为35℃时,相对湿度每增加0.1,冷却水温降约减少0.4℃。     

CO_2汽车空调气体冷却器的仿真分析

以CO_2汽车空调气体冷却器为研究对象,使用ANSYS软件对CO_2气体冷却器的换热模型进行了数值模拟,显示了CO_2在气冷器内沿程的温度场和速度场的变化,分析了排气压力、CO_2的流量以及冷却水流量对CO_2流动和换热的影响。模拟结果表明:压力增高时,出水温度提高,气冷器的CO_2出口温度降低,适当提高排气压力是有利的;CO_2流量的增加使两侧流体的出口温度都相应提高,而CO_2的出口温度提高对系统是不利的,制冷剂流量不能太大;增大水流量能降低气冷器的出口温度,对系统循环有利,可适当增大冷却水的流量。     

果蔬预冷冰浆式湿冷热湿交换器性能实验

针对果蔬预冷设备应用场合,提出并设计了一套以冰浆作为载冷介质的湿冷热湿交换器,并搭建单体性能测试台架,以出风温度和相对湿度为指标,通过改变填料类型(金属、纸质填料)、载冷介质种类(冰浆、冷水)和喷淋流量进行了性能实验研究。结果表明:实验工况下,金属填料的换热性能较纸质填料好;以冰浆作为载冷介质相比以冷水的情况,可以获得更低的出风温度,但出风相对湿度也有所降低;随着进风干球温度的降低,出风温度明显降低,而出风相对湿度变化并不明显;在一定范围内,提高载冷介质的喷淋流量,有利于湿冷热湿交换器出风温度的降低和出风相对湿度的升高;低浓度的冰浆可以在湿冷热湿交换器中稳定运行,且降温效果较冷水湿冷热湿交换器更加明显,虽然相对湿度略有下降但仍然可保持在90%左右,适用于果蔬预冷和保鲜。     

板式间接蒸发冷却器热工特性的实验研究

对自行研制设计的间接蒸发冷却换热试件开展了实验，研究了影响换热器换热性能的因素。结果表明：板式间接蒸发冷却器换热效率随二次空气入口的速度升高、一次空气入口的温度、二次空气入口的湿球温度升高而变大，随一次空气入口的速度变大而变小。实验结果对于深入认识间接蒸发冷却器的换热机理及开展换热器的优化设计有着很大的指导意义。     

基于填料蒸发预冷原理的自然通风干式冷却塔夏天运行效率的优化

针对自然通风干式冷却塔夏天运行效率低的问题,提出填料蒸发预冷塔的入口空气的优化措施。填料蒸发预冷一方面引入预冷,可以起到改善干式冷却塔夏天热交换的作用。另一方面,填料也引入了额外的压损,从而减小流经空冷散热器的空气流量,继而会阻碍冷却塔的热交换。对于填料蒸发预冷自然通风冷却塔,存在蒸发预冷所带来的益处与额外压损引入的弊端的权衡,此权衡与蒸发冷却用的填料密切相关。为此,该文分别对2种代表性填料(薄膜式和点滴薄膜式)蒸发预冷的自然通风干式冷却塔进行模拟研究。模拟发现,就蒸发预冷与额外压损的权衡而言,薄膜式填料的性能优于点滴薄膜式填料。该文模拟的120 m高的冷却塔,在高温低湿条件下,经蒸发预冷后的换热效果最高可提升104%。     

基于Chen模型的缸盖冷却水腔内沸腾传热研究

基于Chen模型研究了柴油机模拟冷却水腔内的沸腾传热,并与试验数据进行对比,验证了模型的适用性,并将此模型应用于柴油机缸盖及冷却水套内的耦合传热计算。计算结果表明:沸腾传热可有效提高冷却水的换热能力,降低冷却水套壁面局部高温区域的温度,降低缸盖本体的温度梯度,从而降低缸盖热负荷及热应力;考虑沸腾时,缸盖局部温度点仿真计算结果与试验结果误差更小。     

火电厂闭式循环水系统变工况运行优化

以某600 MW机组闭式循环水系统为例,提出了以汽轮机负荷、环境温度和环境相对湿度为条件的优化运行方式,将冷却塔、凝汽器和汽轮机变工况进行耦合,得到了闭式循环水系统冷却塔的进塔水温和出塔水温(即凝汽器循环水的出口温度和入口温度)随机组负荷、环境温度和环境相对湿度的变化规律.结果表明:在一定的环境条件和负荷下,进塔水温随循环水体积流量的增大而降低,而出塔水温随循环水体积流量的增大而升高;进塔水温和出塔水温均随着环境温度、环境相对湿度和机组负荷的升高而升高.     

竖直圆管内R113的降膜换热特性数值模拟

为开发适用于低温热源的高效降膜蒸发换热装置,本研究采用FLUENT软件对低沸点有机工质氟利昂(R113)在竖直管内汽液两相逆流降膜蒸发进行模拟研究。汽液界面捕捉选用VOF模型,并通过udf编程模拟汽液两相蒸发传热,研究了喷淋密度、热流密度及入口温度对R113降膜蒸发换热的影响。结果表明:在一定结构参数下,存在降膜换热最佳喷淋密度;在一定喷淋密度下,热流密度对降膜换热影响显著,且热流密度越高换热效果越好;随着入口温度升高,降膜换热效果削弱,且高于某温度后其对降膜换热几乎没有影响。     

横向风对湿式冷却塔热力特性影响数值研究

基于CFD软件和湿冷塔相关理论,建立了基于Poppe理论的填料区数值求解模型,对喷淋区和雨区采用离散相模型计算.模拟了横向风对冷却塔热力特性和飘水损失的影响;提出了沿塔周设置回流槽的措施,以减少飘水损失.结果表明:横向风对出塔水温影响很大;无风时,出塔水温最低,随着风速的增加,出塔水温先升高后降低,并且,随着环境温度、湿度的不同,在横向风速为5m/s～7m/s间取得极大值.     

超临界环境条件对碳氢燃料液滴蒸发特性的影响

利用开发的计算模型对壬烷液滴在氮气中的蒸发过程进行了数值计算,研究了超临界环境条件下环境压力、环境温度以及液滴初始温度对液滴蒸发特性的影响.结果表明:环境压力越高,在蒸发过程中液滴表面温度的升温速度越快;并在蒸发初期液滴直径的增大越显著,同时液滴表面发生迁移的时刻越早.环境温度越高液滴的蒸发寿命越短,液滴表面发生迁移的时刻越早,并且在蒸发初期液滴直径的增大越不明显.随着液滴初始温度的升高液滴的蒸发寿命和迁移时刻几乎均呈线性趋势逐渐减小,液滴初始温度的高低只会使液滴的蒸发过程整体上提前或延后.