自然通风逆流湿式冷却塔数值模拟及配水系统优化

摘要

为了对自然通风逆流湿式冷却塔配水系统进行优化以达到节能减排的目的，本文对某300MW机组的自然通风逆流湿式冷却塔进行了数值模拟。
　　 本文内容主要分为三个部分:首先在常用CFD软件FLUENT中建立了二维计算模型，并把冷却塔内区域分为喷淋区、雨区、填料区等三个区，其中由于喷淋区和雨区特性相似而将其看作一体。根据每个区特性的不同选用不同的方法对其进行模拟，得到了出塔水温、塔内速度分布图和压力分布图。其次通过改变一个参数而保持其他参数不变的方法，研究此参数对出塔水温的影响，得到了出塔水温随淋水密度、进塔水温、喷嘴数、水滴直径、空气干球温度等多个参数变化的曲线。最后通过冷却塔内外分区和调整内外区填料高度两种方法使塔内气流分布更加均匀，传热效果改善，出塔水温降低，达到了配水系统优化的目的。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 冷却塔概况

1．2．1 冷却塔的起源和分类

1．2．2 自然通风逆流湿式冷却塔的构成及特性

1．2．3 水的冷却原理

1．3 配水系统概况

1．3．1 管式配水系统

1．3．2 槽式配水系统

1．4 国内外研究概况

1．5 本文主要工作

第2章 FLUENT简介

2．1 FLUENT基本程序结构与求解步骤

2．2 网格划分

2．3 边界条件

2．4 离散相模型

2．5 湍流模型

2．6 亚松弛因子

2．7 用户自定义函数(UDF)

第3章 冷却塔传热传质模型与数值模拟

3．1 湿空气性质

3．1．1 湿空气温度

3．1．2 饱和水蒸气压力

3．1．3 相对湿度

3．1．4 湿空气密度

3．1．5 湿空气含湿量

3．1．6 湿空气比热

3．1．7 湿空气比焓

3．2 流场基本假设

3．3 喷淋区雨区传热传质模型

3．3．1 连续相控制方程

3．3．2 离散相控制方程

3．3．3 离散相初始条件与边界条件

3．4 填料区传热传质模型

3．4．1 填料区模型简化

3．4．2 填料区传热传质模型

3．5 气液耦合计算模型

3．6 冷却塔内阻力模型

3．7 本章小结

第4章 冷却塔数值模拟与变工况特性分析

4．1 冷却塔内热力特性数值模拟

4．2 冷却塔变工况特性分析

4．2．1 淋水密度对出塔水温的影响

4．2．2 进塔水温对出塔水温的影响

4．2．3 喷嘴数对出塔水温的影响

4．2．4 水滴直径对出塔水温的影响

4．2．5 空气干球温度对出塔水温的影响

4．3 本章小结

第5章 配水系统优化

5．1 冷却塔分区配水

5．2 配水系统优化布置

5．2．1 调整内外区淋水密度

5．2．2 调整填料高度

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢