湿式冷却塔加装导风管的数值研究.pdf

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1、第38卷第6期华北电力大学学报VoI．38．No．62011年11月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityNOV．，2011湿式冷却塔加装导风管的数值研究周兰欣，刘正良，弓学敏(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003)摘要：以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础，在FLUENT模拟软件的框架下，建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型，雨区和喷淋区采用离散相模型，具有较高精度的Poppe理论用于计算填料内复杂的能量传递和物质交换

2、。由于塔的中心区域换热效率较低，采用了在雨区加装导风管的方案，使外界空气直接与中心区域冷却水换热，改善塔内空气温度场，提高冷却塔整体换热效率。关键词：冷却塔；导风管；数值模拟；离散相模型；Poppe理论中图分类号：TK264文献标识码：A文章编号：1007—2691(2011)06—0096—05NumericalstudyonwetcoolingtowerwithcatheterpipesZHOULan—xin，LIUZheng—liang，GONGXue-min(KeyLaboratoryofCon

3、ditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipmentofMinistryofEducation，NoAhChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Basedontherelativetheoriseofthewetcoolingtower，thissimulationbuilttheheatandmasstransfermod—elintheframeworkoftheFLUENT．Th

4、emodeluseddiscretephasemodelinthesprayandrainzones．Poppetheory．whichismuchmoreaccuratethannormalmethods，wascitedtocalculatethecomplexenergytransferandmassex—changeprocessinthefil1．Consideringtheloweficiencyofthecentralregion，themodeladoptthesolutionofins

5、tallingseveralcatheterpipesintherainzone，throughwhichtheoutercoldwetaircouldtransferheatandmassdirectlywiththewaterinthecentralregion．Withthismethodthedistributionoftheairtemperatureandthewholeeficiencyofthecoolingtowerarebothimproved．Keywords：coolingtow

6、er；catheterpipe；numericalsimulation；discretephasemodel；Poppetheory果更加精确，文献[6，7]即采用了该方法模拟了0引言冷却塔的热力计算，效果较好。由于是自然通风冷却塔，冷空气从圆周外围火电机组自然通风湿式冷却塔的出塔水温影进入，进而与雨区的循环冷却水由外围到中心区响到机组的热经济性，以300MW机组为例，出域逐步换热，因此，致使外围换热条件好，中心塔水温度每提高1℃，效率降低0．23％，发电标区域换热条件差，影响了出塔的循环水温。本文准煤

7、耗增加0．738g／kW·h⋯。针对塔内空气温度场和流场的不均匀性，采用了传统的冷却塔流场计算方法，如Merkel法和在雨区加装导风管的优化方案J，对某1000MWe．NTU法]，忽略冷却水的蒸发损失，加入刘易机组逆流湿式自然通风冷却塔的热力特性进行了斯因子[3]，并将控制方程近似简化为一维传热传模拟，为完善冷却塔的设计和计算提供了参考。质方程，精确度较差。近几年Poppe和Rogener提出了一种较为完善的模型——Poppe模型模拟填1物理计算模型料内气水热质交换]，较前几种常规方法数据结冷却塔内部为

8、气水两相流场，传热传质和摩收稿日期：2011—08—30擦碰撞同时存在，为了突出热量与物质交换过程，第6期周兰欣，等：湿式冷却塔加装导风管的数值研究对计算模型作适当简化：(1)忽略塔体向环境的1．2气流控制方程散热和水滴内部热阻，塔内以蒸发散热和接触散稳定工况下，冷却塔对空气的抽力和内部阻热为主，辐射散热量相当微／J＼，不予考虑；(2)力相平衡，得通风量计算公式如下¨：填料层分布致密，结构复杂，很难通过划分网格r=———■———————_G