机械通风高位收水冷却塔三维热力特性数值研究

高位收水是降低湿式冷却塔能耗的有效途径,但其目前主要应用于自然通风冷却塔。鉴于此,构建机械通风高位收水冷却塔三维数值计算模型,探究无风和侧风工况下,高位收水对机械通风冷却塔热力性能的影响规律。结果表明,机械通风高位收水冷却塔配风区气流存在横向旋涡,且其受环境侧风的影响;在横向旋涡和塔体结构的共同作用下,不同位置的通风量和散热量存在明显差异,且填料区循环水温降占比和气流压降占比分别达到90.5%和51.0%;环境侧风会引起整塔通风量和循环水温降的差异性变化,当环境风速从0m/s增加到10m/s时,0°和90°风向的侧风分别会使出塔水温降低1.47℃和升高2.38℃,而其他风向对出塔水温的影响不超过0.66℃。

侧风对机械通风高位收水冷却塔群三维热力特性的影响研究

为探究环境侧风对机械通风高位收水冷却塔群热力性能的影响,建立了由10座冷却塔组成的背靠背塔群的三维数值计算模型,并分析了不同环境风速及风向下冷却塔群通风特性、热风回流特性及换热特性的变化规律。研究结果表明:环境侧风诱导产生的塔内外横向旋涡对冷却塔群整体热力特性产生了恶化效应;在10 m/s风速下,侧风会使塔群平均通风量最大下降23.0%;45°侧风引起的塔群热风回流现象最严重,使得进风口气流温度和含湿量最大分别增加2.3%和6.3%;在横向旋涡及热风回流等因素的作用下,环境侧风会对冷却塔群换热特性产生不利影响,其中45°风向为最不利风向,使得出塔水温最大升高1.1℃。

辅助通风湿式冷却塔热力性能的变工况研究

为探究变运行工况对辅助通风湿式冷却塔热力性能的影响,建立了淋水面积为7 500 m2的辅助通风湿式冷却塔热力性能三维数值计算模型,分析了辅助通风对塔内空气流场及温湿度场的作用规律,计算了不同循环水流量、淋水密度和环境湿球温度下冷却塔的通风量及循环水温降,并与常规冷却塔进行了对比。研究表明:进风口辅助通风主要提高了风机迎面区域和冷却塔中心区域的通风量,且其对中心区域气水换热的强化作用最明显;辅助通风对整塔通风量的提升量基本保持在1 160~1 200 kg/s之间,随运行工况的变化程度较小;随着循环水量的增加,辅助通风对循环水温降的增效作用越来越明显,温降最大升高了0.4℃,而进塔水温和环境湿球温度基本不影响辅助通风对循环水温降的增效作用。