机械通风冷却塔热工性能数值模拟

发布时间：2017-10-10 05:30

  本文关键词：机械通风冷却塔热工性能数值模拟

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【摘要】：水资源一直是一个地区或国家经济建设和社会发展的重要自然资源和物质基础。随着人口增长和社会经济发展,水资源的需求量不断增加,水资源利用的问题也日益突出,严重地制约着人类的生存和发展,因此工业节水是我国节水工作中一个重要的不可忽视的方面。合理利用水资源、节约能源是国民经济增长的需要,也是环境保护的需要。而冷却塔能使工业循环冷却水与流进塔内的空气发生热质交换,降低循环冷却水的温度,从而让工业冷却水循环利用。为了研究机械通风冷却塔内的热工性能,在目前冷却塔数值模拟研究的基础上,本文首先对机械通风冷却塔的工作原理,塔内水滴的运动过程以及热质传递的过程进行了分析,然后使用Gambit建模软件建立冷却塔的实体模型,专业网格分析软件ICEM对冷却塔模型网格划分。最后用Fluent流体力学分析软件计算出了冷却塔内部空气的压力场、速度场和温度场以及水滴温度变化情况和水滴在塔内运行的轨迹。本文还以本次的模拟为基础,在其他工况不变的条件下,改变冷却塔的进风口速度,当其进风口速度变化时,分析出了冷却塔内压力场、速度场、温度场以及出塔水温的变化情况。同时在进口风速以及其他工况不变的条件下,改变冷却塔喷淋水高度的位置,当冷却塔内喷淋水高度变化时,分析出了冷却塔内压力场、速度场、温度场以及出塔水温的变化情况。为机械通风抽风式冷却塔实际使用时选择最佳的工况和结构优化设计做出一定参考价值。
【关键词】：冷却塔 热工性能 数值模拟
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.42
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 课题的研究目的与意义7-9
• 1.2 国内外发展现状9-10
• 1.3 本文的主要研究内容10-12
• 第二章 冷却塔的分类、结构及工作原理12-19
• 2.1 冷却塔的类型12-13
• 2.2 机械通风冷却塔的结构13-15
• 2.3 机械通风冷却塔的工作原理15-18
• 2.3.1 机械通风冷却塔中的热交换规律15-17
• 2.3.2 接触传热量和蒸发传热量计算17-18
• 2.4 本章小结18-19
• 第三章 冷却塔中计算流体力学19-31
• 3.1 计算流体力学的简介19-20
• 3.2 计算流体力学中的基本思想20
• 3.3 连续相与离散相20-24
• 3.3.1 连续相方程20-22
• 3.3.2 离散相方程22-24
• 3.3.3 冷却塔中的耦合计算24
• 3.4 机械通风冷却塔中湍流模型方程24-27
• 3.4.1 标准k-ε两方程模型25-26
• 3.4.2 零方程模型26-27
• 3.4.3 一方程模型27
• 3.5 冷却塔湍流模型的评价27-28
• 3.6 冷却塔近壁面湍流运动分析28
• 3.7 冷却塔中常用的离散化方法28-30
• 3.7.1 有限差分法和有限元法28-29
• 3.7.2 有限体积法29-30
• 3.8 本章小结30-31
• 第四章 机械通风冷却塔的数值模拟方法31-35
• 4.1 数值模拟方法概述31
• 4.2 FLUENT软件介绍31-32
• 4.3 FLUENT中求解器和算法32
• 4.3.1 分离求解器32
• 4.3.2 SIMPLE算法32
• 4.4 亚松弛格式32-33
• 4.5 冷却塔模拟的初始条件与边界条件33
• 4.5.1 冷却塔的初始条件33
• 4.5.2 冷却塔的边界条件33
• 4.6 冷却塔的数值模拟过程33-34
• 4.7 本章小结34-35
• 第五章 冷却塔工作过程数值模拟35-58
• 5.1 研究对象35-36
• 5.2 网格划分36-37
• 5.3 计算工况及计算结果分析37-40
• 5.3.1 实际工况下冷却塔模拟结果图37-39
• 5.3.2 冷却塔的出塔水温计算39-40
• 5.4 进风速度及喷淋高度对流体热交换过程的影响40-57
• 5.4.1 风速变化时的计算结果及分析40-49
• 5.4.2 喷淋水高度变化时的计算结果及分析49-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 结论58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文62-63

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本文编号：1004630