大型冷却塔热力计算模型

基于质量守恒和能量守恒原理,以出塔水温作为冷却塔冷却性能的评价指标,建立了大型冷却塔热力计算的湿差模型,并与目前常用的焓差模型以及四变量模型进行了比较,分析了不同模型的计算结果差异以及气象条件(如大气压力、干球温度及湿球温度)、淋水面积和风速等参数对冷却塔出塔水温的影响.即随着干球温度及湿球温度的降低,或者在一定的范围内,淋水面积的增大,或者风速的增大,出塔水温均会降低.结果表明:湿差模型和焓差三阶模型是适用于大型或超大型冷却塔的热力计算模型,在大型冷却塔设计时,应特别重视循环冷却水系统冷端参数的综合优化分析.     

低温高湿工况下热源塔换热特性实验研究

为了确定冬季低温高湿工况下开式热源塔与闭式热源塔的换热性能差异及影响因素,建立了热源塔热泵实验平台。定义吸热效率η表征热源塔换热过程热力完善度。实验研究了冬季空气干球温度2~10℃、溶液进口温度-10~-2℃、相对湿度60%~100%、风量1 400~4 400 m~3/h范围下,各参数对开式和闭式热源塔吸热效率的影响以及换热性能差异。结果表明:吸热效率均随溶液进口温度、相对湿度和风量的增大而增大,随空气干球温度的增大而减小;溶液进口温度对吸热效率均影响最大,相对湿度的影响最小;开式热源塔和闭式热源塔的吸热效率分别为0.26~0.55、0.16~0.35;开式热源塔比闭式热源塔吸热效率平均高35%,溶液换热温差高1.0~2.0℃。开式热源塔更适合南方低温高湿环境,但需综合考虑溶液飘洒和浓缩的问题。     

热源塔结构特性对其换热性能的实验与分析

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括：喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括：室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度在30.1%~34.6%之间,进出口溶液温差降低了0.9 ℃~1.2 ℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

热源塔结构特性对其换热性能影响的实验研究

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度为30.1%~34.6%,进出口溶液温差降低了0.9~1.2℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

陶瓷泡沫填料逆流直接蒸发冷却热质传递特性的实验研究

采用30 PPI的氧化铝(Al2O3)陶瓷泡沫块作为蒸发冷却器填料,在人工环境舱中进行了逆流直接蒸发冷却实验.着重研究了填料厚度、进口空气的干球温度、湿球温度以及空气流量对填料热质传递性能的影响.选用冷却效率和加湿量分别作为热传递和质传递性能的评价指标.实验结果表明,以氧化铝陶瓷泡沫为填料的直接蒸发冷却器,冷却效率最高可以达到0.88,出口空气的含湿量最大可以增加3.15 g/kg.当进口干球温度、进口湿球温度升高以及空气流量增大时,陶瓷泡沫的冷却效率都呈下降趋势.加湿量随着进口干球温度的升高而增加,但是随着进口湿球温度升高和空气流量增大而减少.在相同实验条件下,2层陶瓷泡沫的冷却效率、加湿量都高于1层的冷却效率和加湿量.     

二次加湿蒸发降温系统性能研究

构建了二次加湿蒸发降温装置,对系统的性能进行了实验研究.研究结果表明:在风速一定的条件下,入口空气干球温度越高,相对湿度越低,冷却效率越高,制冷效果越好;在干湿球温度一定的条件下,入口风速越大,冷却效率越低,当风速超过3.5m/s时,冷却效率低于63%;同等条件下,二次加湿蒸发降温系统的出口温降比直接蒸发冷却系统的出口温降平均高2℃左右,加湿量增加5%～10%,冷却效率提高4%～10%.     

参数对横流闭式冷却塔冷却效率的影响

为了研究不同参数对横流闭式冷却塔冷却效率的影响,建立传热传质数学模型,并利用Matlab软件对塔内的热质交换过程进行模拟,分析结构和运行参数对横流闭式冷却塔冷却效率的影响.结果表明:冷却塔中盘管排数、单排管数、单排盘管长度的增加均有利于冷却效率的提高,而盘管间距的增加会使冷却效率降低;空气流量和喷淋密度的增大,有利于冷却效率的提高;空气湿球温度和冷却水流量的增加导致冷却效率的降低.综合考虑,空气湿球温度和管内冷却水流量对冷却效率的影响较大,而单排盘管长度对冷却效率的影响较小.     

逆流湿式自然通风排烟冷却塔的数值模拟

基于气液两相间传热传质及流动理论,针对冷却塔内不同区域的工作特性,建立了加入烟道后逆流湿式自然通风冷却塔三维数学模型.采用欧拉-拉格朗日方法对塔内连续相和离散相运动进行分析,考察了烟道对冷却塔性能的影响,同时研究不同侧风速度下排烟冷却塔的工作状态,将所得结果与传统冷却塔进行对比.结果表明:常规冷却塔内加入排烟管会增强冷却塔的冷却效果;侧风会减小冷却水在冷却塔中的温降且不利于塔口烟气排放;侧风会加剧冷却塔上部内壁面腐蚀情况.     

除湿转轮的数学模型及瞬态响应性能实验

建立了除湿转轮的传热传质模型,模型中考虑了基体材料蓄热对传热传质的影响;搭建了进行变风量运行工况下转轮瞬态响应性能研究的实验台．模拟并实验研究了变风量运行方式下除湿转轮的瞬态响应性能,对转轮数学模型的可靠性进行了验证,对除湿空调系统可节省的显热负荷进行计算．结果表明,处理风速阶跃减小时,处理空气出口相对湿度随时间逐渐减小,温度升高,再生空气温度和相对湿度分别呈小幅上升和减小的趋势,响应时间约1h;风速阶跃增加时,处理空气出口相对湿度随时间增大,温度降低,再生空气温度和相对湿度相应呈小幅下降和增大的趋势,响应时间约40min．计算表明,变风量运行方式可节省除湿空调系统显热负荷约20%,若通过调节再生风速和风温,可进一步节省显热负荷约13％．模拟的瞬态响应曲线与实验曲线较为一致,模拟误差在10％以内．     

钢塔对间冷散热器换热性能的影响

利用计算传热学软件Fluent,在自然通风状态下,对国内首个2×660 MW机组钢结构外覆铝板冷却塔间接空冷散热器的流动和换热性能进行数值模拟、分析和研究.考核工况下,水平加强环对散热器换热量和钢塔通风量的影响约占设计值的2.7%;铝板换热量约占机组排热量的0.6%;随着环境风速的增大,钢塔抽力逐渐降低;当环境风速高于10m/s时,出现塔内热空气流出冷却柱的现象;当环境风速高于20m/s时,塔内出现"穿堂风",间冷散热器的换热量和钢塔通风量明显增加;当环境风速低于12m/s时,随着环境风速的增大,间冷散热器的换热量和钢塔通风量逐渐降低;当环境风速高于12m/s时,随着环境风速增加,间冷换热量和钢塔通风量呈增大趋势.     

核电站常规岛直接蒸发冷却空调机组的测试分析

结合工程实际要求,对海南、浙江、巴基斯坦等地区3个核电站工程的3台直接蒸发冷空调机组进行实验测试,得到送风量、风速、温度、相对湿度及阻力等机组的性能参数,满足3个区域的核电空调的要求.测试结果表明,填料厚度分别为100mm,200mm,300mm,其效率分别为72.7％,85.7％,93.6％.直接蒸发冷却空调机组不仅与填料厚度有关,而且与应用区域的干球、湿球温度有较为明显的关系.     

横流式冷却塔的热力分析

横流式冷却塔的设计和计算一般是基于Merkel在1925年提出的焓差法,它不但取路易思数等于1,而且忽略了水份蒸发引起水量减少以及进口相对湿度的影响.本文以空气的含湿量差为驱动力,考虑以上因素的影响,推导出它的微分方程组,编制程序进行计算,求得了横流塔的精确解.同时按焓差法编制程序求得横流塔的近似解,并和精确解进行了比较.计算表明焓差法的近似解求得的冷却塔填料容积偏低,偏差一般为10～20%,个别达30%,这在设计横流塔时应认真注意.本文还分析了一系列因素对横流式冷却塔热力性能的影响.其中有:进塔空气的干湿球温度,水温差,冷却幅高,大气压力以及容积散质系数对冷却数和填料体积的影响.还分析了不同地区气侯参数的影响.所得结论对横流塔的设计计算有参考价值.     

湿帘降温系统在陕西某温室的降温特性

为了研究陕西地区现代农业温室的降温特性,通过测试陕西省富平一栋采用湿帘-风机降温系统的温室室内温度、湿度,研究其湿帘降温效果、系统特性、温室的温度空间分布等．通过理论计算与实际测试对比,分析了循环水温对湿帘蒸发冷却效率的影响,验证了高温、低湿气候条件下湿帘-风机这一降温系统的实际降温效果．试验结果表明,温室1m高处平均降温6.7℃,最高降温9.2℃,湿帘蒸发冷却效率高达90.3％,当低于空气湿球温度的循环水时,能够提高湿帘的蒸发冷却效率．     

交错管束间湿空气-水蒸发冷却特性模拟

为研究交错管束间喷淋水-湿空气及管壁-喷淋水间传热传质特性,综合考虑了喷淋水在交错管束间运动及传热传质过程,采用基于DPM （discrete phase models）与WFM （wall film models）耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了交错管束间湿空气-水蒸发冷却传热传质特性分析模型.通过文献实验数据验证了模型的可靠性,最大误差仅为1.1%;模拟了运行参数对交错管束间湿空气-水传热传质性能的影响.结果表明,空气流量对交错管束间传热传质性能的影响要比喷淋水流量对其影响更加显著,因此可适当降低喷淋水流量提高循环水泵能效;干湿球温度升高会对交错管束间传热传质性能产生不利影响,但与干球温度相比,湿球温度对交错管束间传热传质影响更大;提高喷淋水温度可以改善喷淋水膜-管壁间的Nusselt数,但管束壁面平均温度也随之升高,从而降低冷水机组的性能.上述研究成果为交错管束热力设计计算提供依据.      

湿热地区城市热环境评价指标湿球黑球温度简化计算方法

针对室外热环境评价指标湿球黑球温度在实测和数值计算中都比较难获得的问题,在湿热地区广州夏季收集了空气干球温度、湿球温度、黑球温度、相对湿度、风速、太阳辐射和湿球黑球温度等数据,对收集的数据进行相关性分析和回归分析,相关性分析结果表明：空气温度、相对湿度、太阳辐射与湿球黑球温度具有一定的线性相关度,可以采用上述三个气象因子作为湿球黑球温度的简化计算参数;回归分析结果表明：回归的关联式与实测湿球黑球温度的相关性较高,并且满足多元线性回归的各项检验,认为该回归方程具有较高的可信度,可以在城市热环境的实测评价和数值预测过程中,作为湿球黑球温度的简化计算方法应用。     

A Simplified Method to Calculate the Wet Bulb Globe Temperature(WBGT)

Wet bulb globe temperature(WBGT) is a comprehensive index obtained mainly from three pa-rameters:black globe temperature(Tg),wet bulb temperature(Tw),and dry bulb temperature(Ta).While in field observation and numerical simulation,black globe temperature and wet bulb temperature were not easy to obtain, so WBGT was difficult to measure and calculate directly.In order to solve this problem,air dry bulb temperature, wet bulb temperature,globe temperature,relative humidity,mean air velocity,solar radiation and wet bulb globe temperature were collected during the summer(July)in Guangzhou.Correlation analysis and regression analysis were used to get a simplified method to calculate WBGT.The results showed that dry bulb temperature,relative humidity,solar radiation and WBGT were interrelated to some extent.These three pa-rameters could be used in the simplified method to predict WBGT,and the linear correlation and precision of this model were high.In addition,we used the measured data to verify the simplified method,and the results showed that the error of the calculated value and the measured value was all below 5%,which means the simpli-fied calculating method is feasible and can be used in field observation and simulation research of urban thermal environment.     

动态热湿气候风洞实验台研制

研制风速、温度、湿度、热辐射参数小时间步长（分钟）周期性控制的模拟实验环境,是实现建筑围护结构热工性能的重复性实验,研究多孔建筑材料在自然气候要素下被动蒸发降温问题的重要手段。热湿气候动态风洞实验台在具有可调低速风外,还通过设置红外灯、加热与制冷、加湿与除湿装置,初步实现了对室外自然气候要素太阳辐射、风速及温、湿度环境的模拟控制。热湿气候风洞环境测控系统以计算机为核心,通过数据采集卡完成数据采集、反馈和控制指令输出,实现了风洞中环境参数的实时检测、数值显示和数据保存等。经专业机构校正,风洞内四参数辐射照度、风速、温度和湿度控制精度分别为±10 W/m2, ±0.2 m/s, ±0.5 ℃和±5 %。     

相对湿度对烟气脱硫效率的影响

介绍了在循环高速流态化反应器上进行的生石灰低温脱硫研究 ,通过改变增湿器内的水温来改变反应器内的相对湿度 ,从而探讨相对湿度对烟气脱硫效率的影响     

蓄冰柜在密闭空间中的降温除湿性能分析

为保证密闭空间内环境的温湿度在人员可接受的范围内,参照矿用救生舱降温除湿技术,基于fluent数值模拟与理论计算,研制了一种新型蓄冰柜降温除湿装置。该装置采用模块化设计,可以根据负荷的变化调整蓄冰模块的数量,电力中断情况下可取出蓄冰模块进行自然对流降温除湿,融化后的水可以供人员饮用。通过实验,得到了蓄冰柜在强制对流工况下的降温除湿特性及其保温性能,结果表明:相同环境温湿度条件下,入口风量越大,总降温除湿量越大,但出风温度升高,相对湿度降低,单位质量空气降温除湿效果下降;进风量相同条件下,环境温湿度越高,单位质量空气降温除湿效果越明显;总传热量与进风量近似成正比例关系,而且环境温湿度越高,比例系数越大;在进风量大于420m3/h的工况下,蓄冰柜降温除湿量可以满足容纳15人的应急密闭空间形成的冷负荷。