湿式冷却塔热力性能数值分析

对气流运动采用标准k-ε湍流模型,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。基于该模型,在不考虑自然风情况下,对某300 MW机组自然通风湿冷塔的热质交换进行数值模拟,分析了淋水密度、进塔水温、喷嘴数和水滴直径对冷却塔热力特性的影响。计算结果表明:基于CFD软件的冷却塔数值求解模型有很好的适用性,淋水密度和水滴直径对出塔水温影响很大,为进一步完善冷却塔的设计与运行提供了理论依据。     

自然通风湿式冷却塔传热传质的三维数值分析

基于CFD软件Fluent和传热传质理论,建立了自然通风逆流湿式冷却塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型．采用标准κ-ε湍流模型进行应力封闭,对塔内传热传质过程进行了三维数值计算．计算分析了塔内外空气的速度场、温度场和含湿量场,给出了塔内冷却水温度分布场,指出塔内雨区外侧部分区域空气和冷却水温度均低于环境干球温度,并指出进风口上沿存在纵向漩涡影响气水两相间的局部传热传质强度．计算了塔内各区冷却水蒸发量,给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场,指出传热传质主要发生在填料区．     

自然通风湿式冷却塔传热传质的三维数值分析

基于CFD软件Fluent和传热传质理论,建立了自然通风逆流湿式冷却塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型.采用标准k-ε湍流模型进行应力封闭,对塔内传热传质过程进行了三维数值计算.计算分析了塔内外空气的速度场、温度场和含湿量场,给出了塔内冷却水温度分布场,指出塔内雨区外侧部分区域空气和冷却水温度均低于环境干球温度,并指出进风口上沿存在纵向漩涡影响气水两相间的局部传热传质强度.计算了塔内各区冷却水蒸发量,给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场,指出传热传质主要发生在填料区.     

侧风条件下电站大型冷却塔建筑群热力特性的数值模拟研究

文中首先建立了自然通风湿式冷却塔建筑群数值模拟模型,并与实验数据进行对比验证.接下来研究了不同方向侧风对冷却塔建筑群的影响,研究发现,冷却塔上风向的建筑往往会产生不利影响,而对于上风向无任何阻碍的冷却塔而言,其效率在风速为5 m/s时最低;此外,对于沿风向排列的多个冷却塔,当风速较低时,下风向的冷却塔冷却能力较高,当风速较高时则相反.最后,根据以上结论,提出了两种参照地区风资源情况对冷却塔群进行优化排布方式,冷却塔群各冷却效率有一定提升,单塔冷却效率提升最高可达3.54%.     

自然通风湿式冷却塔外围配水运行方式模拟研究

为研究板式换自然通风湿式冷却塔合理的分区配水的运行,可以提高冷却塔的冷却性能,而外围配水作为一种特殊的分区配水方式,常被应用于低循环水量工况和冷却塔防冻方面.文中结合工程实例,以分区配水原理和外围配水的热力特性为切入点,首先对冷却塔在夏季低循环水量工况下外围配水运行方式进行了模拟研究,经研究发现,与全塔配水相比,由于其淋水密度的升高和有效通风量的下降,出塔水温升高1℃左右.然后根据外围配水冷却塔的热流特性,提出了扩大配水面积和加装挡风板两种优化方法.经研究发现,扩大配水面积可以使淋水密度下降到较为合理的水平,而加装挡风板可以提升有效通风量,均可以提升冷却塔的冷却能力,当外围配水宽度为0.7 R、加装挡风板后冷却塔的出塔水温与全塔配水相比,下降0.43℃.为实际运行和设计工作提供参考.     

双塔情况下冷却塔风荷载的数值模拟

为研究双冷却塔的干扰效应，采用计算流体动力学（CFD）方法分析了在不同塔间距和风向角情况下冷却塔的风荷载分布规律.计算单座冷却塔的风荷载并与规范数据进行比较，结果验证了CFD方法用于模拟冷却塔风荷载的可靠性.算例分析表明，在固定双塔间距条件下，后塔阻力系数随风向角增大呈递增趋势，并当双塔平行排列时达到最大；当双塔前后排列时，后塔阻力系数随塔间距增大而逐渐增大，并趋向单塔结果；当双塔平行排列时，应尽量避免塔间距为1.1～1.4倍冷却塔底面直径，此时干扰效应极其显著.     

小型闭式冷却塔的数值计算

建立了顺流式、逆流式闭式冷却塔（CWCT）热质交换的数学模型,采用四阶Runge-Kutta方法对一小型冷却塔进行了数值计算,并将计算结果与试验值进行了比较。模拟并分析了顺流式、逆流式两种不同运行方式下闭式冷却塔内冷却水、喷淋水温度分布以及空气焓的分布。     

湿式自然通风冷却塔噪声控制的试验研究

淋水噪声是湿式自然通风冷却塔的主要噪声源，噪声频谱表现为中高额特性。在试验装置上进行了冷却塔噪声模拟试验，试验装置较好地模拟了火电厂湿式自然通风冷却塔的中高额噪声特性。在此装置上，采用两层尼龙网之间夹一层聚氨酯泡沫塑料的降噪方案，可使噪声降低10．5dB。两网之间、下层网与集水池水面之间合适的距离为10～20cm；增加聚氨酯泡沫层厚度，降噪效果并没有明显提高。     

大型双曲冷却塔内表面风荷载的数值模拟

为了获得大型冷却塔的内表面风压,应用CFD数值模拟方法进行计算,分别采用可实现的κ-ε湍流模型和多相流模型计算由外风场作用和冷热空气自循环系统产生的内压,并分析这2种内压沿高度和纬度的分布规律,进行2种内压的合成计算,最后给出冷却塔内压的建议值.计算结果表明:外风场作用产生的内压随高度和纬度变化明显,自循环系统产生的内...     

变截面风管均匀送风的气流组织CFD模拟

利用计算流体力学的方法,对变截面风管管内以及出风口处的气流组织进行数值模拟研究,探讨在不同雷诺数Re(风速)下,管道中不同空间断面上的压力、速度分布以及出风口送风量与出风方向;分析变截面风管送风的均匀特性,以及均匀送风与变截面风管之间的内在联系。以雷诺数Re为变量,分别模拟了Re为10 000,50 000,100 000及500 000时几个工况下的气流组织分布。各种工况下的气流组织模拟结果表明:在一定范围内,Re的数值越大,风管内的静压分布越均匀,送风的均匀性越好;而当Re大于100 000时,送风的均匀性变化不明显。同时也证实了变截面风管对整个管内静压分布的平衡作用是均匀送风的主要原因。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部场数值模拟研究

以300 MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部进行三维数值模拟.结果表明,模拟很好地预测出SO2脱出效果.     

侧风对冷却塔性能影响的特异性定量分析方法

基于换热平衡方程和空气动力方程的耦合关系,建立无侧风条件下,自然通风湿式冷却塔的热力性能计算模型,并利用MATLAB程序,通过迭代运算方法,对两方程进行联立求解,从而获得与现场测试相同的气象和运行条件下,剔除侧风影响后冷却塔通风量和冷却数的应达值,然后结合现场测试得到的实际通风量和冷却数,提出了可以特异地反映侧风对冷却塔性能影响的新指标。某3500m2冷却塔的计算结果表明,在模型散热量和实测散热量相同的条件下,侧风影响会使得冷却塔的通风量最大减少38.5％,此时体积分数为33.9％的填料没有得到有效利用,侧风还会增加冷却塔的冷却任务,相应的,需要冷却塔具有更好的冷却性能,这对于了解侧风对冷却塔性能的影响以及指导冷却塔的设计与改造有重要意义。     

自然通风冷却塔进风口流场模型的建立及计算

冷却塔的运行状况对电厂的经济性和安全性有较大影响.环境侧风严重影响冷却塔的冷却性能.以逆流湿式自然通风冷却塔为研究对象,建立了冷却塔进风口附近空气流动的数学模型和冷却塔内传热传质的物理模型.采用有限体积法进行了数值计算.得到了冷却塔进风口附近空气动力场的分布规律,同时进行了实型塔的现场测量,与模拟结果对比.该方法可定量评价冷却塔的运行状况,为冷却塔通风量和进风阻力的计算,以及冷却塔全面优化设计和改善冷却塔的冷却性能提供了理论依据.     

巨型冷却塔进风口高度模拟分析

根据气水两相间热质传递原理,用Fluent数值计算软件建立了AP1000核电机组用20 000 m2淋水面积巨型冷却塔的三维计算模型.对塔体进风口高度的不同取值进行了模拟与计算,综合分析了不同环境侧风对塔内流场、出塔水温、进塔风量的影响,优化了210 m巨型冷却塔的进风口高度结构设计.     

间接空冷散热器空冷塔流动和传热的数值研究

依托实际工程项目,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,对自然通风状态下,某600 MW机组表面式间接空冷散热器空冷塔的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究.确定了考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量的影响.模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小.它为间接空冷系统的优化设计提供理论依据.     

优化填料布置及配水对冷却塔性能的影响

为明确填料布置及配水对冷却塔冷却性能的影响,以浙江国华宁海电厂二期工程6#冷却塔为原型,建立三维数值模型,通过自定义函数加载质量、动量和能量计算程序,与实测对比,模拟结果准确.对比分析3种填料和5种填料布置对超大型冷却塔冷却性能的影响,发现与双向波和双斜波相比,S波冷却效率最优.与S波1.5 m填料等高布置相比,沿径向按无量纲半径rˇ≤0.39(内区)、0.39rˇ≤0.70(中区)和0.70rˇ≤1(外区)非等高1.25-1.5-1.25 m布置的出水温度降低了0.66 K,表明降低填料内区和外区高度,使得空气流速增加,空气流场分布更均匀.另外,当布水总量恒定时,增加冷却水含盐量,3种填料的出水温度均升高2 K左右,说明出水温度升高主要与海水自身性质有关,且受填料波型的影响较小.