风冷蒸发式复合型闭式冷却塔的优化设计及软件开发

发布时间：2017-04-19 11:10

  本文关键词：风冷蒸发式复合型闭式冷却塔的优化设计及软件开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：风冷蒸发式复合型闭式冷却塔是将翅片管段与光管段串联连接的换热设备,管内冷却水通过盘管与空气换热,既保证了管内冷却水的水质不受污染,同时也减少了水的蒸发浪费,提高了水的重复利用率。冷却水进入冷却塔后先经空冷翅片段换热,后流经蒸发冷却光管区冷却至一定温度后流出冷却塔。该复合型闭式冷却塔有两套运行方案,一种是风冷却和蒸发冷却结合运行,适用于室外空气温度较高时,单纯靠风冷却无法实现冷却需求时；一种是关闭喷淋水运行,仅靠风冷来降低冷却水的温度,适用于室外空气干球温度较低时的过渡季节和冬季,节省喷淋水的消耗和喷淋水泵的能耗。在对传统冷却塔的理论研究基础上,主要从建立、求解数学模型；设计软件的开发；结构、运行参数的优化三个方面进行研究。首先,根据传热、传质理论,分析翅片管和光管的换热过程,由于两部分的换热工况不同,分别建立各自的数学模型,根据经验公式得到传热、传质系数,并在一定的假设条件下得到解析解,最终得到冷却塔的设计计算结果。其次,将冷却塔的设计过程转化成计算机语言,借助Visual Basic编制程序来实现冷却塔的结构设计、性能分析,使繁琐的计算过程程序化。可通过可视化用户界面输入冷却塔所在地的气象参数,工艺流体的相关参数及运行参数等,得到最终冷却塔两部分盘管的换热尺寸,可以关闭喷淋水运行的界限空气温度,以及年总投入费用(包括初投资费用和运行费用)。最后,结合风冷蒸发式复合型闭式冷却塔设计软件,以年投入费用为目标函数,以结构参数(管材、管长、管径)、运行参数(喷淋水密度、干空气流量)为优化变量,讨论优化变量不同取值时对目标函数的影响规律,每一个变量值对应一种优化方案,可视为离散变量优化问题,本文采用枚举法来求解优化问题,列举所有可行解及其目标函数来选出最优解,实现复合塔的优化设计,为风冷蒸发式复合型闭式冷却塔的应用提供参考依据。
【关键词】：风冷蒸发式复合型闭式冷却塔 设计软件开发 结构优化 运行参数优化
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.42
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题概述10
• 1.2 风冷、蒸发冷却的原理与应用10-11
• 1.2.1 风冷却的原理与应用10-11
• 1.2.2 蒸发冷却的原理与应用11
• 1.3 风冷蒸发式复合型闭式冷却塔结构及工作原理11-12
• 1.4 国内外研究现状12-15
• 1.4.1 基于传热传质过程的理论研究12-13
• 1.4.2 基于冷却塔模型的建立13-14
• 1.4.3 基于冷却塔的优化设计14-15
• 1.4.4 基于冷却塔设计软件的开发15
• 1.5 应用前景15-16
• 1.6 主要研究内容16-17
• 第2章 风冷蒸发式复合型闭式冷却塔的模型建立及总体设计17-33
• 2.1 概述17
• 2.2 复合型冷却塔传热传质数学模型的建立及求解17-27
• 2.2.1 光管段17-24
• 2.2.2 翅片管段24-27
• 2.3 复合型冷却塔的总体设计27-31
• 2.3.1 传热模型的简化27-28
• 2.3.2 光管段部分设计28-30
• 2.3.3 翅片管段部分设计30-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第3章 复合型闭式冷却塔的软件开发33-47
• 3.1 概述33
• 3.2 计算软件简介33-36
• 3.3 计算软件程序流程36-40
• 3.4 具体设计算例40-46
• 3.5 节能经济运行方案46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 风冷蒸发式复合型闭式冷却塔的优化设计47-63
• 4.1 概述47
• 4.2 优化模型的建立与求解47-51
• 4.2.1 优化变量的选择48
• 4.2.2 目标函数的确定48-51
• 4.2.3 约束条件的确定51
• 4.3 算例分析51-52
• 4.4 结构参数的敏感性分析52-58
• 4.4.1 管长的影响52-54
• 4.4.2 管径的影响54-57
• 4.4.3 管材的影响57-58
• 4.5 运行参数的敏感性分析58-60
• 4.5.1 空气流量的影响58-59
• 4.5.2 喷淋水密度的影响59-60
• 4.6 中间温度t_x的影响60-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第5章 结论与展望63-67
• 5.1 结论63-65
• 5.2 课题的创新点65
• 5.3 课题展望65-67
• 参考文献67-70
• 后记70-71
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况71

【参考文献】

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本文编号：316145