闭式冷却塔换热盘管数值模拟.pdf

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1、发电与空调空调技术PowerGeneration&AirCondition闭式冷却塔换热盘管数值模拟112邵凯，赵兰萍，徐鑫祥（1.同济大学机械与能源工程学院，上海201804；2.浙江上风冷却塔有限公司，浙江上虞312300）摘要：对闭式冷却塔换热盘管进行数值计算是基于CFD（ComputationFlowDynamics）的两相流技术。本文采用DPM模型，通过给定管壁线形热流、换热盘管压降，对闭式冷却塔换热盘管进行FLUENT模拟，模拟与测试结果十分接近。最后进行了对比模拟，分别得出了喷淋水量、空气质量

2、流量、空气干湿球温度对闭式冷却塔换热盘管换热性能的影响。关键词：闭式冷却塔；CFD；两相流；DPM模型DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2012.06.020中图分类号：TQ051.5文献标识码：A文章编号：2095-3429（2012）06-0070-05NumericalSimulationofHeatExchangeCoilUnitsofClosedCoolingTower112SHAOKai，ZHAOLan-ping，XUXin-xiang（1.TongjiUniversit

3、yCollegeofMechanicalEngineering，Shanghai208104，China）（2.ZhejiangShangfengCoolingTowerCo.，Ltd，Shangyu312300，China）Abstract：Numericalcalculationofheatexchangecoilunitsofclosedcoolingtowerisbasedonthetwo-phasetech-nologyofCFD（ComputationFlowDynamics）.Inthispa

4、per，theFluentsimulationisrunfortheheatexchangecoilunitsofclosedcoolingtower，accordingtoagivenlinearheatfluxoftubewallandPressurelossofheatexchangercoilunits，byDPMmodel.Theresultofthesimulationisapproximatetothatofthetest.Bycomparingsimulation，weworkoutthee

5、ffectsoftheperformanceofheatexchangecoilunitsofclosedcoolingtower，whichisinfluencedbytheflowrateofspraywater，theairflowrate，thewetanddrybulbtemperature.Keywords：coolingtower；CFD；two-phaseflow；DPMmodel0引言1CFD模型循环冷却水通过换热盘管管壁与管外空气和喷淋本文研究的冷却塔如图1所示，其外部尺寸为水进行接触换

6、热，是复杂的多相流。要测定塔内盘管的3660mm×1820mm×4214mm。换热盘管为立式蛇形管换热性能，需要知道内部的动量、热量和质量交换。然共83组，管径为19mm，横向间距为：38mm，纵向间距而因为塔的密闭性和盘管结构的复杂性，实测数据需为：40mm。要花费大量的时间和昂贵的费用，另外流体特性不具本文采用商业CFD软件FLUENT，将空气视为连续有相似性，也不能采用相似原理缩小模型去测量流体分项，采用欧拉方程；将喷淋水滴视为离散项，采用拉格[1]布和温度分布，而CFD软件就能很好的克服以上困难。朗

7、日方程。作者简介：邵凯（1986-），男，浙江金华人，硕士研究生，研究方向：闭式冷却塔。No.6/201270总第148期第33卷发电与空调空调技术PowerGeneration&AirConditiondmv式中—水蒸气的蒸发速度，kg/s；dtdp—水滴直径，m；R—气体常数，J/（kg·K）；Tp—水滴温度，K；Psat—水滴温度下的饱和水蒸气压力，Pa；Pop—工作压力，Pa；T—空气干球温度，K；33C—空气中水蒸气的浓度，m/m；hm—质量传递率，m/s，可由以下两式得出：0.5hdpReNu=

8、=2+0.6（4）1/3λSc0.5hmdpReSh==2+0.6（5）1/3DmSc1.1连续相方程2式中h—水滴表面传热系数，W/（m·K）；连续相方程包括质量、动量、能量守恒方程及其他λ—空气的导热率，W/（m·K）；传递方程。空气在塔内的速度很快，属于湍流，因此湍Nu—努塞尔特数；[2][3]流模型选择标准的k-ε模型，采用SIMPLE算法：Pr—普朗特常数，PD—水蒸气的二元扩散速度，m2/s；▽·（ρ