模块结合面隔板高度对横流冷却塔组风量分配的影响.pdf

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1、2014年第3期玻璃钢／复合材料61模块结合面隔板高度对横流冷却塔组风量分配的影响章立新，马红玉，刘跃，姬翔宇(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：在机械通风横流冷却塔组出风口装上风阀，低负荷时便可停部分风机以降低能耗且避免气流短路。为研究在加装风阀时模块结合面间的隔板高度对塔组风量分配的影响，得到较优的隔板高度，数值模拟其冷态流场，并通过实验证明了模拟方法的可靠性。模拟并比较了无隔板、1／4高度隔板、1／2高度隔板、3／4高度隔板及完全封闭五种情况下的塔组流场，得到了单模块运行对周围模块风量的影响范围

2、，研究了各模块风量的均衡性及总风量的变化，分析了风机停用模块进风面风量分布的均匀性。结果表明，上述几种隔板，单模块运行时，周边模块风量不小于运行模块风量的10％的模块数分别为6、4、4．2、0；随着隔板高度的增大，总进风量先增加后减小，模块间进风量均衡性变差，风机停用模块进风面竖直方向进风分布的均匀性变好，综合考虑，1／2高度隔板相对较优。关键词：冷却塔组；风阀；隔板；风量中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1003—0999(2014)03—0061—05机械通风横流式冷却塔在民用及工业领域均有为消除气流短路的

3、影响，发明专利“轴流风机及广泛应用，影响其冷却效果的主要因素有进风的温其风阀、冷却塔及空气冷却器”_l中提出了一种风湿度、风量、填料的散质传热面积和性能，以及淋水压自开及重力自闭式风阀。风阀加装在塔体出风均匀性等。进风的温湿度取决于环境，要满足冷却口，当风机停用时靠重力和塔内负压自动关闭风阀，要求，就要按照填料特性配置足够的散质传热面积风机启用时靠风力吹开风阀。实验显示该风阀能够和适宜的风量。当系统的额定冷却负荷较大时，往很好地消除气流短路，增加风量_2J。为调节模块间往配套多台冷却塔构成塔组，此时一台塔称为一个和各进风面

4、尤其是风机停用模块进风面的风量分模块。与单塔不同的是，在实际的塔组运行过程中，布，优化流场，在加装风阀的同时，考虑在模块间设塔组中各模块之间会互相影响，塔组的冷却性能不置隔板，隔板均设置在模块结合面上部。是构成塔组的单台冷却塔冷却性能的代数叠加。目对于塔组而言，实塔测试工作量大，所能测试的前对单塔的性能研究有很多，但对冷却塔组的性能工况有限，且塔组及周围风场的具体分布特点无以及节能技术的研究却很少。法得到。在研究和借鉴了单塔数值模拟的相关文对于塔组而言，当热负荷不足时可以通过停用献以后，本文进行了冷却塔组的冷态数值模拟部分

5、风机以降低能耗。此时各模块之间是连通还是研究。通过与实验结果的对比证明了研究方法的隔断，是部分隔断还是完全隔断，对塔组的冷却性能可靠性。模拟得到并分析了单模块运行时对周围模影响颇大。如果完全隔断，风机停用模块的散质传块的影响范围，比较了隔板高度对模块间风量以及热面积就浪费了，所以传统塔组模块间结合面没有风机停用模块进风均匀性的影响。或只有部分隔板，以最大限度利用散质传热面积，但此时会从停用风机的出风口吸入空气而发生气流短1物理模型及计算方法路，甚至造成停用风机反转，影响机械传动系统的寿1．1模型的简化命。当用户负荷上升需要

6、启动停用风机时，有时又本文采用冷态研究的简化手段，通过研究风量会造成启动功率超载而损坏电机。这些问题在实际的大小、分布及与散质传热面积的匹配，间接判断塔运行的塔组中非常突出。组冷却效果的变化。在一定条件下，风量大传热面收稿日期：2014~1_22本文作者还有陈永保和许鹤华。作者简介：章立新(1964一)，男，副教授，硕士，主要从事强化传热传质方面的研究。62模块结合面隔板高度对横流冷却塔组风量分配的影响2014年3月积大则冷却效果好，风量小传热面积小则冷却效图2为开启l24578风机以及停用3"6风果差。机条件下有无风阀时

7、各进风面实验与模拟的风量分1．2阻力模型布比较。塔体内部仅模拟了风机和填料，阻力主要是填料以及几何边界阻力。填料采用多孑L介质模型，流l1过多孔介质的压降通过给定多孑L介质的惯性阻力系i一：数和粘性阻力系数而得到，惯性阻力系数和粘性阻8力系数通过文献[5]中的填料压降公式再重新拟合区；后计算得到。塔体内部除了填料和风机以外，由于收水器和进风挡水段与填料是一体的，所以均当做填料模拟。1．3边界条件塔组周围大空间进出口采用压力边界，模块自身进出口为内部边界，风筒喉部截面为风机边界，风机前后压差170Pa，模块间结合面采用壁面边

8、界，对由图可知，无论是有风阀还是没有风阀，实验与应于实际运行塔组模块间的隔板。风阀位于风机上模拟的风量分布规律是基本一致的。但同一模块两方，叶片开启角度为9O。。塔组上部的大空间高度个进风面的风量不一致，B侧进风面的风量普遍比大于模块高度的10倍。模块任意进风面一侧的大同一模块A侧进风面的风量大。这是因