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國內冷卻塔研究進展

國內冷卻塔研究進展

冷卻塔的應用領域廣泛,對其換熱能力的深入研究有重要意義,國內學者在這方面取得了眾多成果。如趙振國4對冷卻塔做了較為完整的理論分析,就氣液逆流情況,建立其二維計算模型,并闡述了解析法和差分法。李德興以工程設計實例,介紹了各類冷卻塔在工程實際中的應用。趙順安詳細介紹了各類冷卻塔的設計計算及工業實例,對冷卻塔進行了全面的理論分析和介紹。目前不少學者做了蒸發冷卻的理論研究,并針對密閉式冷卻塔進行了實驗研究。

冷卻塔.png

劉乃玲等在換熱面積和流動阻力均更小的基礎上,在閉式冷卻塔中管式蒸發冷卻器的設計中,對其結構參數進行改進,對比了不同情況下的換熱面積和電機能耗。由研究結果得知,設計恰當的長度、寬度值,正三角形排列盤管,管內徑19mm,管間距38mm,閉式冷卻塔投資和運行的費用總計更少。

劉晶等從密閉式冷卻塔傳熱和傳質的機理出發,將換熱過程視作穩態構建理論計算模型,并編程模擬,得到了塔內的溫度場和各點的燴值,由理論計算和實測的結果,對比流體的出口值,仿真模型和解析計算式的誤差在工程應用中是可以接受的。

王五平和劉成提出了新的橫流塔熱力計算模型,在傳熱和傳質的計算中,計入蒸發帶走的水量,濕空氣的出口狀態計算結果更接近實際情況,對于自然通風橫流塔設計提供了重要參考。

王亮在Merkel的理論基礎上,建立了橫流式冷卻塔的傳熱計算模型,用其做正交試驗,研究了影響橫流式冷卻塔傳熱性能的幾類因素。此外,實驗數據因子相關性分析結果表明,風量對傳熱性能影響更小,與理論模型正交試驗結果不同。

王未凡構建了橫流濕式冷卻塔的離散相模型,分析了塔內熱質交換過程,并建立了FLUENT計算模型,模擬了內部的傳熱和傳質過程。通過數值計算,獲得了橫流塔內速度、溫度和壓力的分布。在橫流塔熱力計算中引入數值模擬,對冷卻塔設計研究提供了重要參考意義。

蔣晶晶等,通過實驗對影響橫流濕式冷卻塔冷卻效率的因素——空氣、噴淋水、工藝流體的影響進行了全面研究。研究表明:熱質交換系數以及冷卻效率受噴淋水溫和空氣流速的影響明顯。基于實驗和相關研究的結果,構建了二維穩態數值模型,擴大了實驗的研究成果。

王軍等通過在換熱管間加入親水的薄板,將管束間的水鋪展開來,提出一種增膜型的水膜蒸發空冷器,包括建立二維傳熱傳質模型和水平管降膜流動水膜厚度測量,實驗研究了其換熱能力,結果顯示在某些工況下增膜型管束換熱能力比光管管束增強25%。

陳良才等針對翅片管束段和蒸發空冷段構成的組合式空冷器,得到了風量需求與熱流密度、空氣狀態及熱流體交界溫度的函數關系式。通過計算1000個有效工況點,擬合了風量與其他變量的顯函數公式,可對風量的控制系統設計提供參考。

鄭偉業等建立了閉式濕式冷卻塔的計算模型,研究了冷卻塔內熱質交換在不飽和及過飽和的條件下,空氣的溫度和熔分布。實驗結果表明,無論在不飽和還是飽和條件下,空氣的溫度、濕度以及燴分布均可被計算模型精確的預測。

從上述情況來看,對開式冷卻塔的消霧研究還不多,而隨著環保要求的提高,冷卻塔消霧的呼聲日益迫切。另外,增膜板作為閉式冷卻塔的一種強化傳熱措施,尚未發現用于橫流塔。如果將增膜技術用于橫流閉式冷卻塔,將會促進橫流塔用戶企業的節能減排。

有鑒于此,本文將研究開式冷卻塔氣室內濕熱風和干熱風混合(簡稱霧風混合)流動問題,并設計一種促進氣室內霧風混合的結構。本文還將研究設計一種新型的增膜橫流閉式冷卻塔,以強化橫流塔的換熱效果和冷卻能力。

橫流冷卻塔.png


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