侧风下逆流湿式冷却塔优化进风的实验研究

为降低侧风对自然通风逆流湿式冷却塔进风的不利影响,引入一种优化进风的新方法——在进风口周向上安装导风板,同时,为定量分析冷却塔周向进风均匀性,定义进风均匀系数。基于热态模型实验,研究侧风工况下安装导风板对湿式冷却塔进风及热力性能的影响。通过对进风性能及冷却效率的对比分析,揭示了侧风影响冷却性能的2个根本原因:侧风不仅降低了通风量,还破坏了冷却塔周向进风的均匀性,冷却效率的降低是二者共同作用的结果。安装导风板对周向进风进行优化之后,通风量增大,进风均匀系数也有较大提高,塔内传热传质均匀性增强,冷却效率有较大提升。刘易斯因子分析表明,优化进风对传热的强化作用更大,但同时增加了绝对蒸发水损失。     

雨区干湿混合模式对超大型湿式冷却塔传热传质性能影响的数值模拟

为解决超大型湿式冷却塔雨区进风阻力大、传热传质性能沿径向分布不均等问题,提出雨区干湿混合的冷却模式。建立超大型湿式冷却塔三维数值计算模型,并进行验证。定义半径占比g、安装角a等参数,并设计不同半径占比g、收水板宽度d和安装角a的多种优化方案,研究不同优化方案下冷却塔内的空气动力场及传热传质性能。结果表明,雨区干湿混合模式可减小雨区进风阻力,提高塔内空气动力场均匀性;当y=2/3、α=15°及d=16.50m时,冷却塔传热传质性能相对优化值:与原始常规塔相比,水温降增大了0.24℃,冷却数提高了0.12,通风量提升了1690kg/s。另外,全塔抽力随干区面积增大而升高,干湿混合冷却模式可使全塔抽力提高10.6Pa。     

火力发电厂低压省煤器系统的最佳水量分配

对于已设计投运的低压省煤器系统(LPES)，存在一个使整个回热加热系统达到最高经济性的LPES通水流量。本文以某电厂137MW发电机组LPES为典型，全面分析了LPES系统的变流量特性，导出系统参数及等效焓降变化的计算关系式，并进而建立了确定LPES最佳流量的数学模型。经试验验证，本模型可用于指导低压省煤器的最优运行。     

环境侧风与湿式冷却塔塔内通风量关系的实验研究

基于相似原理,通过热态模型实验,研究环境侧风下自然通风湿式冷却塔底部周向进风变化规律。研究表明:环境侧风破坏了冷却塔底部周向进风的轴对称分布规律,环境风速大于0.2 m/s时各处进风的不均匀性更加明显。与无风工况相比,当环境风速为0.4 m/s左右时,迎风面进风口风速为无风时的1.875倍,而背风面进风口风速仅为无风时的30%。同时分析了环境侧风下塔内漩涡分布规律,由进风口风速分布及塔内漩涡的分布规律可知,环境侧风严重影响了塔内通风量,恶化了塔内的传热传质性能。通过热态模型实验数据进行非线性回归,得到了塔内通风量(用空气重量风速表示)与环境侧风的关系,并通过140MW机组现场测试,验证了环境侧风与塔内通风量关系的准确性。     

热管空气预热器的壁温变化预测数学模型研究

锅炉热管空气预热器的积灰程度取决于热管管壁温度的高低和烟气的露点温度,为了减少或者避免积灰,设计和运行过程中控制管壁温度是一个切实可行的措施。本文利用变量全微分的方法推出了预测和计算在一定工况下热管管壁温度的模型,给运行和设计时控制管壁温度提供了一套简便明了的方法。     

十字隔墙湿式冷却塔冷却特性的数值研究

为阐明十字隔墙对自然通风逆流湿式冷却塔冷却特性的影响,基于CFD软件FLUENT,建立了十字隔墙湿式冷却塔的三维数值计算模型,对塔内外空气动力场及塔内气–水两相间的传热传质进行了三维数值模拟。在2种典型风向下,分析了十字隔墙对冷却塔雨区空气动力场、水池水面水温场、通风量、塔内各区平均传热传质系数、各区冷却水温降及冷却水总温降的影响。研究表明：低风速时,十字隔墙可增大冷却塔总体冷却性能;高风速时,风向与迎风侧第1块隔墙平行时,冷却塔总体冷却性得到提高,风向与迎风侧第1块隔墙夹角为45°时,冷却塔总体冷却性能下降,间隙十字隔墙可有效减小无缝十字隔墙因高速侧风风向变化而产生的不利影响。     

漏空气量对不同换热管的凝汽器压力和端差影响的试验研究

通过普通铜管和渗层铜管凝汽器的凝结试验,研究漏空气量对两种换热管凝汽器内压力和端差的影响。试验得出,两种换热管凝汽器内压力和端差都随着漏空气量的增大而降低,但是都存在一个最佳的临界值,超过这个临界值,压力和端差都急剧增大,传热严重恶化。分析得出,普通铜管凝汽器的最佳漏空气量为0.3%左右,而渗层铜管凝汽器的最佳漏空气量为0.4%左右,即同等条件下,渗层铜管凝汽器内允许漏入更多的空气。     

多个离散热源的矩形空腔内自然对流的数值研究

本文对顶部散热的矩形空腔内某一竖侧壁上存在有5个离散热源时的自然对流换热问题求出了数值解。文中讨论了Ra及空腔高宽比对换热的影响。此类问题对电子器件的散热有较大参考价值。     

高位集水冷却塔集水装置内空气流场的研究

高位集水冷却塔在进风口区域布置一系列集水装置收集循环冷却水,传统湿式冷却塔的雨区被消除。集水装置代替传统雨区的布置方式会使高位集水冷却塔的工作性能较传统湿式冷却塔产生变化,这些变化和集水装置本身内部流场密切相关。该文首次采用风洞实验与计算流体力学数值模拟相结合的方法,对集水装置内部流场进行了分析,并对集水斜板角度变化、流道间距变化对集水装置内部流场的影响进行了研究。在所研究集水斜板角度和流道间距的变化范围内,增大集水斜板角度与增大流道间距均可以提高集水装置内部流场的均匀性,减小空气在流经集水装置时的能量损失。同时,该文在研究基础上提出了一种全新结构的集水装置,该装置可防止集水过程中发生溅水现象,并大大增强集水装置内部流场的稳定性并减小空气在流经集水装置过程中的能量损失。最后,该文推导出了不同结构形式的集水装置阻力系数的计算公式,对于今后高位集水冷却塔集水装置的研究具有重要的工程意义。     

绝热材料不等厚布置对汽轮机绝热性能的影响机制

通过对某电厂220 MW汽轮机组进行现场测试,建立汽轮机高压缸绝热层的三维温度场数值计算模型,分析了高压缸绝热层采用不等厚布置对汽轮机绝热性能的影响机制。研究结果表明:沿着轴向汽轮机外壁温度呈现中间高两边低的分布,温度最高点为蒸汽进口的截面;绝热层采用不等厚布置满足汽轮机保温的要求,温度在绝热层内径向传播的同时发生了轴向传播,轴向传播朝着高压缸外壁温度降低的方向;不等厚布置拐角处温度传播发生了偏移,偏移的方向朝着厚度不同的两个绝热层之间形成的截面,且从截面散出的热量经过的绝热层实际厚度大于相邻较薄绝热层热量传播经过的绝热层实际厚度。