间接空冷系统流动和传热性能优化

发布时间：2017-07-16 10:12

  本文关键词：间接空冷系统流动和传热性能优化

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【摘要】：环境风对间接空冷系统的流动和换热性能会产生显著影响,因此研究环境风作用下空冷散热器以及空冷塔的流动传热特性,进而对间接空冷系统进行优化设计有着非常重要的意义。分别从空冷塔塔型、空冷散热器换热面结构高效布置和空冷塔塔群优化布局开展研究,建立空冷散热器和凝汽器相耦合的空气侧流动换热计算模型。获得不同环境风作用下的空气流场、压力场和温度场,以及空气质量流量、换热量和出塔水温的变化规律。通过对空冷塔塔型的优化研究发现空冷塔的高径比对间接空冷系统的流动和换热性能产生显著影响,尤其是当环境风速较大时。此时,高径比小的间接空冷系统的流动换热性能好于高径比大的间接空冷系统。为了充分利用环境风作用下迎风面散热器换热性能最好,侧风面换热性能最差的特点,提出两种不同于将空冷散热器圆形布置于空冷塔周围的传统的布置方式,而是将散热器按照椭圆型和三角形布置在空冷塔周围。并对散热器椭圆布置时短轴与长轴之比进行了优化研究,结果表明高风速时具有较小短轴与长轴比的椭圆布置的空冷散热器的流动换热性能要优于具有较大短轴与长轴比的椭圆布置的空冷散热器。对于散热器三角形布置的间接空冷系统,无风和低风速时,由于不均匀进风导致空气流动阻力增加,因此空冷散热器三角形布置的间接空冷系统的流动换热性能较散热器圆形布置的间接空冷系统差。环境风速大于8m/s时,环境风对间接空冷系统的流场起主导作用。三角形布置的空冷散热器有更多的冷却三角对着来风方向,其换热性能优越,尤其是在风向180°时。空冷散热器椭圆布置和三角形布置的方案更适合应用于全年风速较高地区。基于两个空冷塔的布置,塔间距与底径之比从0.1变化到3,研究了不同环境风速下间接空冷系统的流动换热性能。结果表明,塔间距对间接空冷系统流动换热性能的影响取决于环境风速和塔群的布置方式。总体看来,两个空冷塔串联布置的方式优于空冷塔交错布置和并列布置。塔间距与底径之比小于1时,两个空冷塔间会产生明显的相互影响,使间接空冷系统换热性能下降。
【关键词】：间接空冷系统 空冷散热器 空冷塔 流动传热特性 优化设计
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621;TK124
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 选题研究背景及意义10-11
• 1.2 间接空冷系统简介11-13
• 1.3 国内外研究现状及成果13-18
• 1.3.1 环境风作用下间接空冷系统性能的研究现状14-17
• 1.3.2 空冷系统塔型优化及塔群布局研究现状17-18
• 1.4 论文的主要工作18-19
• 第2章 间接空冷系统流动传热性能研究方法19-25
• 2.1 数学模型与数值方法19-21
• 2.2 计算流程及验证21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 间接空冷系统塔型优化25-38
• 3.1 物理模型25-28
• 3.2 不同高径比的空冷系统的流场和温度场28-33
• 3.2.1 无环境风时的流场和温度场28-29
• 3.2.2 环境风速4m/s时的流场和温度场29-31
• 3.2.3 环境风速20m/s时的流场和温度场31-33
• 3.3 不同高径比的间冷空冷系统流动换热性能分析33-37
• 3.3.1 冷却扇段的流动换热特性分析33-34
• 3.3.2 不同高径比的空冷系统整体性能分析34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 空冷散热器椭圆布置的间接空冷系统流动传热特性38-50
• 4.1 物理模型38-41
• 4.2 空冷系统的流场和温度场41-46
• 4.2.1 无环境风时的流场和温度场42-44
• 4.2.2 环境风速20m/s时的流场和温度场44-46
• 4.3 间接空冷系统流动换热性能分析46-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 空冷散热器三角形布置的间接空冷系统流动传热特性50-60
• 5.1 物理模型50-53
• 5.2 空冷系统的流场和温度场53-57
• 5.2.1 无环境风时的流场和温度场53-54
• 5.2.2 环境风速20m/s时的流场和温度场54-57
• 5.3 间接空冷系统流动换热性能分析57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 间接空冷系统塔群布局优化60-73
• 6.1 物理模型60-62
• 6.2 不同塔间距的空冷系统的流场和温度场62-66
• 6.2.1 无环境风时的流场和温度场62-63
• 6.2.2 环境风速16m/s时的流场和温度场63-66
• 6.3 不同塔间距的间冷空冷系统流动换热性能分析66-71
• 6.3.1 冷却扇段的流动换热特性分析66-67
• 6.3.2 不同塔间距的空冷系统整体性能分析67-71
• 6.4 本章小结71-73
• 第7章 结论与展望73-75
• 7.1 主要结论73-74
• 7.2 工作展望74-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果79-80
• 致谢80

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本文编号：548183