逆流式自然通风冷却塔温度应力有限元分析

根据某逆流(3D FEM)式自然通风冷却塔的设计资料,按照三维有限元计算理论,采用热-力耦合场分析技术,计算冬季运行工况下由线性温度场引起的温度应力和夏季日照工况下由非线性温度场引起的温度应力,可为冷却塔的设计提供参考依据.     

空调水系统中冷却水系统设计

以上海市某资金结算中心空调水系统中冷却水系统设计为例.结合工程实际设计材料（经济效益、环境效益）、土建情况和空调工程,设计方案采用HYS系列水冷式螺杆冷水机组一台,制冷量为125kW,放置在地下一层机房内.根据冷却水量和冷却供、回水温差及室外湿球温度按冷却塔选用曲线选择圆形逆流式低噪音玻璃钢冷却塔一台,并确定其型号.从冷却水系统冷却水量、冷却塔选择、冷却水箱的确定等方面详细介绍了空调用冷却水系统设计的基本原理和设计的一般程序.     

冷却塔全年运行适宜条件分析

以横流湿式冷却塔为分析对象,基于冷却塔热湿交换原理,结合其热湿传递四变量模型以及所构建的冷却塔热湿交换性能评价指标,以冷却塔额定工况的热湿交换能力为比较基准,重点分析了季节和室外气象参数(温度、湿度等)变化,对冷却塔热湿交换性能的影响规律;在此基础上,进一步分析了南京、武汉、重庆三地区全年运行的适宜条件.研究结果表明:基于冷却塔变水量条件,三地区夏季负荷高峰期(7,8月份)冷却塔运行适宜的水气比为μ=0.5~1,夏季负荷平谷期(6,9月份)适宜的水气比为μ=0.3~1;过渡季节,重庆地区不适宜运行,南京和武汉地区适宜运行的月份为3月和11月,水气比为μ=0.4~0.6;冬季(1,2和12月份),三地区适宜的水气比为μ=0.5~0.76.     

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.     

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.     

核电站凝汽器的压力瞬态变化特性

为了掌握事故工况下核电凝汽器压力的瞬态变化特性,建立了循环冷却水系统和凝汽器瞬态传热与压力的数学模型,采用Fortran语言编制了瞬态变化特性的计算程序。冷却水流动模型中涉及到水泵参数、管道布置、止回阀门特性及虹吸井参数等,根据凝汽器稳态运行工况可以确定控制容积的初始条件。针对某1 000 MW核电机组凝汽器,数值研究了冷却水流动和凝汽器压力的瞬态变化,结果表明:在突然断电停泵时,冷却水的流速快速降低且波动性地降至零,同时出现了逆流现象;凝汽器传热系数经历了急剧减小、先增大后减小和基本不变的3个阶段;凝汽器在设计、冬季和夏季3种工况下的压力曲线均呈现出波动性增大的趋势,汽轮机紧急停机压力信号和凝汽器不可用压力信号的时间间隔均为26.4s,能够满足核电站运行的要求。     

ANSYS在冷却塔结构设计中的应用

通过工程实例介绍了大型通用有限元软件ANSYS在双曲线冷却塔结构设计中的应用.计算分析表明:风荷载是冷却塔结构设计中的控制荷载;人字柱截面设计一般由拉弯工况控制;设计地震7度时冷却塔一般可以不作抗震验算仅采取抗震构造措施.     

LTF系列冷却塔专用风机

为了节约能源消耗和防止水域污染,目前国内外普遍采用高效能冷却装置,以实现冷却水的循环使用。近几年来,各种新型冷却塔生产已有了很大的发展。轴流风机是机力通风冷却塔的主要部件,但过去由于我国无中小型冷却塔风机系列,所以很多单位的机力冷却塔都是选用30K_4—11型轴流风机,其设计参数(风量、风压)与冷却塔要求参数有显著差距,且该风机最高效率仅67％,配套使用时实际工况     

运行状态下超大型冷却塔内表面风荷载的数值模拟研究

对运行状态下的某超大型双曲冷却塔的内表面平均风压进行了CFD数值模拟.在计算流体动力学软件基础上进行二次开发,采用DPM模型结合UDF函数方法加入源项来研究某超大型冷却塔内表面平均风压分布;塔中水相采用了拉格朗日方法模拟,而空气相采用欧拉方法模拟,较好地实现了冷却塔运行状态下的内外流场计算及其与传热传质的耦合计算,分析了运行状态下冷却塔横风向来流时的内压分布规律.无侧风工况下计算结果显示,塔运行过程中的内表面压力对称性良好,出水温度与实测结果相符,验证了本文提出的塔运行过程中的传热传质计算方法的正确性.侧风工况下得到塔内压力系数沿高度方向相应变大,而沿纬向变化不明显.同时讨论了中国规范对内表面压力系数的取值不完善之处,给出了建议取值,为超大型冷却塔设计过程中的内压计算提供方法和依据.     

气候条件及空调器的运行模式对变容量空调器季节能效比的影响

分析了我国近30年的逐时气象资料,提出了适合我国气候特点的变容量空调器季节能效比SEER的计算温区模型（24℃-38℃）.对我国制冷季节零负荷温度点和制冷负荷温度点进行了规定.建立了上海、武汉、重庆、广州和GB/T7725公称温度带的温区统计数据,以及上海地区空调器4个不同的运行模式的温区统计数据.利用某变容量空调器性能参数,拟和出该空调器制冷量、输入功率、能效比EER与室外温度的变化关系.经计算各地区SEER有较大的差别,上海地区4个运行模式的SEER也有一定的差别,说明气候条件和运行模式对SEER有一定的影响.     

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.     

空气冷却塔自然对流的数值研究

对于海勒式空冷塔在设计工况下因热交换而引起的自然对流现象,以及环境大气温度对空冷塔自然对流和热交换影响问题进行了数值研究.研究中,我们采用了非交错网格的有限体积方法求解包含浮力作用的雷诺平均Navier-Stokes方程,其中浮力项的处理采用联系密度和温度变化的Boussinesq近似.通过计算我们得到了空气流量和散热量与正比于Grashof数的温度无量纲量的关系,与一些实测数据十分吻合,可为优化设计参数、研究自然风的影响提供理论基础.     

无填料喷雾冷却塔的水滴当量直径研究

无填料冷却塔在高温、高浊度、易结垢循环水系统中均优于传统的填料冷却塔,已经在工业中得到了广泛应用。针对无填料冷却塔在当量直径测试时遇到的问题,建立了无填料冷却塔的一维传热与传质模型,并获得其基本热力性能计算方程式,给出了计算液滴当量直径的基本方法,为无填料冷却塔的实际应用提供了理论基础。     

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.     

火力发电厂冷却塔除雾收水的热力学分析

为解决冷却塔节水问题,对火力发电厂湿式冷却塔除雾收水的节水方案进行了论证．根据热力学基本概念和定律分析,冷却塔塔内进行静电收水的节水方案是不可行的．冷却塔塔外收水方案虽不违反热力学原理,但通过理论计算,其结果表明冷却塔出口水雾的净含水量随气候变化较大,一般情况下含水量低．因此,这种新型节水方案需结合冷却塔实际运行工况进行改进。     

冷却塔补水系统存在问题的分析与对策

标准冷却塔在停机时，冷却水从溢流孔流走；启动时发生亏水现象。采用增加补水箱或者加高接水盘的方法，可以解决冷却塔溢水和启动亏水现象。     

水冷塔空气涡流导引装置的数值模拟

使用 FLUENT 软件, 对水冷火电厂的水冷塔换热进行了数值模拟, 解决了物模实验难 以模拟热力因素的困难。同时还对采用 “空气涡流导引装置技术 ”的水冷塔和传统水冷塔, 在不同环境风影响下的换热效率进行了对比。结果表明, 采用“空气涡流导引装置技术”的水冷塔换热效果优于传统水冷塔, 抵抗大风的能力更强。     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.