间接空冷机组喷雾冷却增效的优化研究

发布时间：2023-04-10 17:34

　　空冷塔由于其显著的节水特点被广泛地应用,但是由于其冷却介质为空气,所以其工作性能极易收到环境空气温度的影响。特别是在夏天非常高温的时段,空冷塔的散热能力受到很大的限制,从而降低电厂的发电效率,但这段时间正是夏季的用电高峰,因此造成很多经济损失。在夏天高温情况下,可以通过喷雾冷却对空冷塔进口空气进行预冷,从而增强空冷塔的换热能力。喷雾增湿预冷具有方便、成本低、便于运行和维护等优点,并且只需要少量的水就可以显著提高夏季用电高峰电厂发电效率,已经在一些空冷机组中应用。空冷机组按照通风方式分为直接空冷机组和间接空冷塔,直接空冷机组的通风方式为风机强制通风,间接空冷塔是利用空气的密度差使其自然通风。目前的喷雾增湿技术主要是应用在直接空冷机组中,间接空冷塔很少有应用。并且很多的应用只是随意将喷嘴布置在散热器前方,并没有对其布置进行优化,造成了很多不必要的浪费,同时降温效果也不均匀,造成局部强化,有些最需要强化换热的散热器部分并没有被冷却,强化效果大打折扣。本研究的目的就是优化预冷喷嘴的水量与布置位置,利用最小的耗水量、最少的喷嘴布置数量,达到最优的冷却塔增效效果。因此,本文利用数值计算的方法,对哈...

【文章页数】：146 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 喷雾预冷基础研究
        1.3.2 喷雾预冷在工程中的应用
        1.3.3 空冷塔应用喷雾冷却的研究
    1.4 论文主要内容
第二章 间接空冷机组喷雾冷却的降温机制与数学建模
    2.1 喷雾降温原理
        2.1.1 液滴蒸发传热传质模型
        2.1.2 液滴传热传质系数的确定
        2.1.3 液滴运动模型
        2.1.4 阻力系数的确定
        2.1.5 喷水量计算
    2.2 计算流体力学基础
    2.3 两相流模拟
        2.3.1 雾滴轨道数学模型
        2.3.2 空气和液滴颗粒之间的耦合
        2.3.3 求解设置
    2.4 计算控制方程
        2.4.1 连续相(空气)
        2.4.2 离散相方程(液滴)
    2.5 本章小结
第三章 无风工况下空冷机组喷雾系统的数值模拟与优化
    3.1 间接空冷系统流动和换热特性
        3.1.1 间接空冷系统数值模型建立
        3.1.2 无风状态下空冷塔流动和换热结果
    3.2 喷嘴在塔内的布置
        3.2.1 喷雾增湿用小塔模型介绍
        3.2.2 流量60g/s喷嘴模拟结果
        3.2.3 流量200g/s喷嘴塔内喷雾降温情况
        3.2.4 喷嘴在不同高度和半径的计算工况
    3.3 每个半径和高度上喷嘴降温详细分析
        3.3.1 外缘部分喷嘴降温和液滴轨迹分析
        3.3.2 R35喷嘴位置比较
        3.3.3 R25位置喷嘴降温和液滴轨迹分析
        3.3.4 R15位置喷嘴降温和液滴轨迹分析
        3.3.5 R45喷嘴位置比较
    3.4 各个半径的喷嘴组合的降温结果分析
        3.4.1 每个半径最优喷嘴位置
        3.4.2 所有组合的喷嘴降温效果对比
            3.4.2.1 评价指标
            3.4.2.2 指标分析
    3.5 本章小结
第四章 侧风工况下空冷机组喷雾系统的数值模拟与优化
    4.1 侧风下间接空冷单元模型的建立
        4.1.1 空冷塔模型的建立
        4.1.2 空冷塔流动和换热模拟结果分析
    4.2 侧风下喷雾增湿的优化
        4.2.1 多处布置探究侧风下液滴的飞行轨迹和覆盖区域
        4.2.2 基于液滴分布规律的喷嘴布置策略
        4.2.3 不同位置降温效果分析对比
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 本文的创新点
    5.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的主要成果
>学位论文评阅及答辩情况表~^</li>



本文编号：3788538