高位收水冷却塔的数值模拟及分析

摘要

在我国能源供应形势紧张的情况下，我国冷却塔的节能技术水平仍相对落后，冷却系统循环水泵的选型过大，冷却塔运行能耗过高的现象依然普遍存在，对冷却塔进行节能降耗改进是一项重要而且紧迫的任务。因此，对节能效果显著的高位收水冷却塔进行优化研究具有重要的理论意义和工程价值。　　本文以高位收水冷却塔为研究对象，根据高位收水冷却塔的实际尺寸和塔筒、除水器、喷淋管、填料以及收水装置的布置方式，利用Gambit软件对其建立详细准确的几何模型，并划分网格和设置边界条件。基于RNG k-ε湍流模型，采用DPM模型和多孔介质模型，应用SIMPLE算法对高位收水冷却塔内外流场进行三维数值模拟分析，得到了当机组在额定工况条件下运行时，环境风速对高位收水塔的流场分布以及对其运行特性的影响规律。　　运用Fluent数值模拟技术对与本文研究的高位收水冷却塔结构参数相同的常规塔进行分析，对比在环境风影响下高位收水冷却塔与常规塔的流场分布以及运行特性的变化规律的不同，并分析出造成不同特性表现的原因。　　从减小高位收水冷却塔特有的收水装置所带来的塔进风阻力的问题入手，对高位收水冷却塔进行减弱环境风影响的优化设计。主要是通过分析采用不同结构参数的挡水板布置方案，对其挡水效果及流场分布情况进行对比分析而得出最优选择。结果表明，当挡水板的角度为45°板长为0.2m时的收水装置收水效果较好，通风阻力最低，优化效果最佳。

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第1章 绪 论

1.1 本文研究背景及意义

1.2 高位收水冷却塔简介

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究方法和内容

第2章 高位收水冷却塔数值分析模型的建立

2.1 高位收水冷却塔物理模型的建立

2.2 高位收水冷却塔几何模型的建立

2.3 高位收水冷却塔数值计算模型的建立

2.4 本章小结

第3章 高位收水冷却塔的数值模拟分析

3.1 高位收水冷却塔内外速度场和温度场的特征分析

3.2 环境风速对高位收水冷却塔运行特性的影响

3.3 本章小结

第4章 高位收水冷却塔与常规塔的对比

4.1 常规塔的模型建立

4.2 常规塔数值模拟结果对比

4.3 本章小结

第5章 高位收水冷却塔结构优化模拟分析

5.1 塔收水装置结构布置

5.2 优化方案设计

5.3 优化方案分析

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢