逆流式自然通风冷却塔热力性能的三维数值模拟

基于冷却塔内两相传热传质理论和CFD软件特点,建立适用于逆流式自然通风冷却塔热力特性计算的三维数值计算模型。经过验证后,应用该计算模型对某一逆流式自然通风冷却塔内气液两相流动及传热传质情况进行三维数值模拟,计算分析塔内速度场、温度场分布,研究塔内竖井结构的影响,对比分析3种不同的填料和配水方式对塔内流动及传热传质的影响。研究结果表明:所建立的数值计算模型可以较准确地计算分析冷却塔的热力特性;冷却塔中心区域湿空气速度较小,换热效率较差;采用合适的填料不等高布置和分区配水的方法可以有效地改善冷却塔内部的速度分布,强化传热传质,提高冷却塔的冷却性能。

横流式蒸发冷却器的热力分析

横流式蒸发冷却器中工艺水、喷淋水和冷却空气呈三维流动．基于逆流式的热质交换模型提出了一种准三维的计算方法，可用于设计或校核计算．定义了一系列无量纲参数，通过计算得到了横流式ε～ＮＴＵ之间的关系线图；讨论了各种参数对其热力性能和ε～ＮＴＵ关系的影响．所得结果可供蒸发式冷却器的计算和工程设计之用．

直接蒸发冷却空调机与冷却塔内部传热、传质过程的类比分析

直接蒸发冷却空调机因其节能和环保的优点而在干燥和半干燥地区的推广使用越来越受到重视 ,但针对其内部工作过程的理论计算方法至今尚未完善。鉴于近年来对冷却塔的热工计算的研究相对较成熟 ,本文旨在通过对直接蒸发冷却空调机与冷却塔传热、传质过程进行类比分析 。

地源热泵被动式补热塔实验分析

随着地源热泵系统的长时间使用,系统从地下取热量大于补给地下的热量,导致地下温度降低,进而降低了地源热泵系统的效率。对此,本文研发了一种地源热泵被动式补热塔,通过空气与水的热湿交换使水温升高,将热量送回地下,提高补热量的能流密度,以尽量小的能源消耗达到为地下土壤补热目的。并对补热塔进行了实验分析来确定补热塔的可行性及研究的空间。通过实验测试得到,在实验室干球温度24.7℃,湿球温度14.9℃的条件下,进行一次热湿交换,地源热泵被动式补热塔可以将水温提升0.7~1.3℃。由此,可以推断在夏季工况下,水温有更大的提升空间;由实验数据得到,被动式补热塔使水温升高的平衡点为15.2℃,约等于空气的湿球温度。实验计算得到,对空气侧的偏差为7.6%,对水侧的偏差为8.5%,计算所得的热平衡偏差值均小于10%,实验结果具有可行性。对实验结果分析,如果在夏季工况下,利用空气与水的热湿交换使水温提升,由水将热量带到地下,是地下水温度升高,达到为地下大量补热是可行的。

脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

脱硫废水成分复杂难以回用,一些电厂已开始采用烟道雾化蒸发处理技术对其进行处理。脱硫废水直接喷入烟道会带来腐蚀、积灰、堵塞等问题,设置旁路蒸发塔对脱硫废水进行干燥是一种较好的选择。为研究此项技术,以某330 MW机组为例,通过计算脱硫废水与烟气的热质平衡,确定了烟气抽取量,建立了物理模型,利用数值模拟的方法对烟气流场进行优化,对喷嘴布置方式、液滴直径、烟气温度等的选择进行稳态模拟。结果表明:抽取烟气量仅占总烟气量的2.27%,烟气流场即能够充满整个蒸发塔;三喷嘴的雾化蒸发效果可以使蒸发塔出口温度达到设计值120℃;液滴直径80μm以下,液滴颗粒无贴壁,液滴直径60μm时蒸发效果好。为延长颗粒停留时间,使颗粒无贴壁、少团聚,宜采用烟气旋流方式、三喷嘴、60μm雾化粒径以及600 K以上的入口烟气温度。

逆流式冷却塔热力过程建模与仿真

从逆流式冷却塔的热质交换原理出发,建立了逆流式冷却塔热质交换过程仿真模型。结合相关实验数据,对冷却塔出口水温进行了仿真计算,计算值与实测值的相对误差在2%以内,从而验证了该仿真模型的准确性。热力过程仿真为逆流式冷却塔的校核计算和冷却塔节能控制策略的实施提供了必要的参考。

气液叉流竖管降膜热质塔的传热传质数值模拟

建立气液叉流条件下,竖管降膜传热传质的溶液-水蒸气-空气多相流模型,对单根竖管降膜传热传质过程进行了数值模拟,探讨不同气流速度下管外液膜分布及热质传递规律。随着横掠气流速度的增大,管外液膜迎风侧出现破断,且破断点随气流速度增大迅速上移;各管段蒸发量由上往下呈递减趋势;管壁总换热量和蒸发量随气流速度的增大先增大后减小,管壁换热量在气流速度为0.3 m/s时达最大值,液膜蒸发量在气流速度为0.6 m/s时达最大值。