自然通风空冷塔流场及温度场的实验研究

发布时间：2020-08-05 12:27

【摘要】：塔内气流的流动情况受空冷塔塔型结构的直接影响,而空冷塔内的空气动力特性会对空冷系统的冷却效果产生重要影响,因此研究空冷塔内部气流的流动和换热特性,进而优化空冷塔塔型结构具有非常重要的意义。本文针对自然通风空冷塔模型,对其流场和温度场从实验和理论分析两个角度进行了深入研究,完成了空冷塔流场和温度场实验台的设计、搭建和调试工作,并对塔型优化和流场变化原因进行了探讨。为研究自然通风空冷塔内流场、温度场随工况的变化情况,本文给出了简化的空冷塔数学模型,对空冷塔进出口边界条件进行了分析计算;根据相似理论推导出了空冷现象的准数方程,选取格拉斯霍夫准数为制作空冷塔模型应满足的相似准则;并以自模区理论为基础,确定了模型塔的模型率;对模型塔选材、设计、安装及散热器的简化方法进行了研究,设计并制作了温控系统;制定并改进了测试方案,选取了实验仪器;运用PIV技术,对模型塔进行了测试,得到了不同入口温度条件下模型塔内的流态、温度和流速变化规律。测试结果表明,空冷塔内流场随工况变化的原因是随着入口温度升高,惯性力、塔内外温差、边壁与中轴线温差作用渐次增强,起主导作用的因素发生变化导致的,而其中二者相互制约时,流态越接近理想流态。对空冷塔进行改型时,建议采用竖直壁代替曲面壁,有利于钢构件加工;渐阔型出口改为直筒型或渐缩型,有利与避免出口气流回流。改型后的流场实验的工况建议选用42℃-47℃,此时双曲线空冷塔与运行工况最相符,且处于过渡区,有利于实验结果与理论结果的分析比较。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.42
【图文】：

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第2章空冷塔及其数学模确定实验对象、实验条件是实验研究的前提。空冷系统冷塔类型也各有不同，对各形式的空冷系统及空冷塔进行比值的空冷塔为实验研究对象，对该空冷塔的结构特点、工作数学模型是本章重点阐述的内容。2.1 电厂的空冷系统发电工艺中不可缺少的一个环节是冷端。冷端的主要设汽器中热量带走的方式不同，电厂的冷却系统可分为直流冷空冷和间接空冷系统。如图 2-1 所示为电厂工艺流程，锅炉蒸汽，蒸汽在汽轮机内做功后，在凝汽器中被冷却，凝结成水泵，经低压加热器、除氧器，由锅炉给水泵加压，再经高重新加热为高温高压蒸汽，形成循环过程。汽轮机排出的乏使得汽轮机的末端形成低于外界空气压的准真空状态，汽轮汽轮机的效率越高，这是冷端设计的关键。

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图 2-2 直接空冷工艺流程1—锅炉；2—过热器；3—蒸汽轮机；4—凝汽器；5—凝结水泵；6—凝水精处理装置；7—凝结水升压泵；8—低压加热器；9—除氧器；10—给水泵；11—高压加热器；12—汽轮机排气管道；13—轴流冷却风机；14—立式电动机；15—凝结水箱；16—除铁器；17—发电机

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【参考文献】