热电厂冷却塔排气方案对飞行航线影响的研究

摘要

随着我国工业化进程的不断加快，各类热电厂项目建设不断增多，其中会有热电厂建设厂址与飞机机场距离较近的情况。热电厂冷却塔单位时间内会排出上吨的烟气至大气中，持续上升的射流烟气可能会对高空的气流场产生扰动，从而影响飞行航线，同时还可能改变大气能见度，威胁到飞机起降阶段的飞行安全。
　　为了弄清烟气的影响范围和程度，保证飞行安全，本文从热电厂冷却塔上空气流场和能见度两个方面着手研究了飞行航线和大气能见度受冷却塔排放烟气影响的程度和规律，为论证飞行安全和可靠性评估提供数据支持和理论依据。
　　为验证本文数值模拟手段的有效性，对国内某一冷却塔上空气流利用风廓线雷达进行测试，并借助仿真软件开展相应的模拟计算，将计算结果与测试数据进行对比，以验证计算方法的可靠性。在此基础上，利用计算流体力学软件对一定气候条件下不同高度的冷却塔上空的气流场分布进行了计算，系统分析烟气抬升对飞行器受力的影响；并根据相应气候条件下不同高度冷却塔排烟状况对冷却塔上方气流场的大气能见度进行了理论计算，讨论了能见度对飞行安全的影响。
　　研究结果表明：在相同冷却塔高度下，夏季工况下烟气抬升高度远大于冬季，在相同季节下，冷却塔越高，烟气抬升高度越大；冷却塔出口附近气体浓度最高，在自然风的作用下，热气流在上升的过程中会同时向下风向移动并逐渐扩散，在该过程中热气流会卷吸大量的空气，同时形成大量尺度不一的涡流结构，从而在局部形成回流，对风速风向、浓度和温度分布产生影响；竖直方向最大风载荷情况下产生的加速度相对于重力很小，对飞机影响不大，而侧向单位面积风载荷普遍较小，对飞机影响微弱，当飞机位于400m高度以上的区域时，排放烟气引起的风载荷对飞机飞行的影响很小；夏季冷却塔排烟对飞行航线没有影响，冬季飞机起降过程通过冷却塔上方时，其飞行高度应该大于350m。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第2章 数值计算原理与方法

2.1 控制方程

2.2 大涡模拟

2.3 格子玻尔兹曼算法

2.4 本章小结

第3章 冷却塔排气气流场实验测试与计算验证

3.1 冷却塔概况及测试设备简介

3.2 测试结果

3.3 冷却塔排气气流场的计算验证及结果对比

3.4 本章小结

第4章 冷却塔高度对航线的影响研究

4.1 冷却塔物理模型

4.2 边界条件的确定

4.3 典型数据监测点（线）的选取

4.4 冷却塔上空气流场计算分析

4.5 本章小结

第5章 不同高度冷却塔排气对大气能见度影响分析

5.1 大气能见度概念及影响因素

5.2 大气能见度的计算方法

5.3 冷却塔工作参数

5.4 夏季工况对大气能见度影响的计算

5.5 冬季工况考虑雾化时大气能见度的计算

5.6 冷却塔排烟造成的大气能见度变化对飞行航线的影响

5.7 本章小结

结论

参考文献

致谢