学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

逆流密闭式冷却塔热力特性数值模拟与优化

作　者: 游江
导　师: 周亚素
学　校: 东华大学
专　业: 热能工程
关键词: 闭式冷却塔流场数值模拟离散相模型 Fluent 气水比流程制式
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 161次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在目前冷却塔数值模拟研究基础上,本文模拟了逆流密闭式冷却塔传热、传质过程,分析了逆流密闭式冷却塔工作热力特性。主要完成了如下工作:本文以逆流密闭式冷却塔为研究对象,以实验数据为基础,采用Fluent软件中的DPM模型(离散相模型)建立了逆流密闭式冷却塔内的传热和传质模型。并用该模型对逆流密闭式冷却塔内部传热、传质过程进行了模拟。其中,填料区的膜状流动用滴状流动来近似模拟,通过控制液滴的速度来得到所需要的传质、传热过程。为了减小模拟偏差,本文应用正交实验原理结合实验数据确定了最合理的初始参数。通过模拟计算,得到逆流密闭式冷却塔内部填料区与盘管区内部的气流速度分布、气流温度分布、气流相对湿度分布、气流含湿量分布、冷却盘管进出口温度差等。本文还对逆流密闭式冷却塔提出了两个个方面的优化:1、对无量纲参数气水比的取值进行了优化,本文选取了多种风量工况,并在某种风量工况下选取多种喷淋水量进行实验和模拟。实验和模拟的结果表明,在固定风量条件下,随着气水比的增加逆流密闭式冷却塔的换热效果先增大后减小。当气水比在0.9至1.0范围内,逆流密闭式冷却塔的换热效果接近或达到最佳。2、对盘管内冷却水流动方式进行了优化,在实验数据的基础上对两种不同盘管流程制式的逆流密闭式冷却塔进行了模拟。模拟结果表明,立式蛇形盘管的换热效果优于水平盘管的换热效果。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 密闭式逆流冷却塔性能研究的重要性  12
  1.2 逆流密闭式冷却塔的结构  12-14
    1.2.1 配水系统  13
    1.2.2 淋水填料  13
    1.2.3 冷却水盘管  13-14
    1.2.4 通风设备、通风筒及空气分配装置  14
    1.2.5 除水器  14
    1.2.6 集水池  14
    1.2.7 塔体  14
  1.3 国内外研究的发展  14-17
  1.4 冷却塔的热力过程  17-19
    1.4.1 水在冷却塔中被冷却的基本规律  17-18
    1.4.2 接触传热量和蒸发传热量的计算  18-19
  1.5 主要研究内容  19-20
第二章冷却塔模拟中应用的DPM模型及计算方法  20-35
  2.1 Fluent程序介绍  20
  2.2 DPM模型  20-21
  2.3 模型控制方程的建立  21-28
    2.3.1 连续相(空气相)  21-22
    2.3.2 离散相(水)  22-26
    2.3.3 湍流模型  26-28
  2.4 计算区域的离散化  28-29
  2.5 微分方程的离散化  29-31
  2.6 SIMPLE算法  31-32
  2.7 亚松弛格式  32
  2.8 两相耦合模拟计算步骤  32-33
  2.9 初始条件设定  33-34
  2.10 本章小结  34-35
第三章密闭式逆流冷却塔试验台的设计  35-46
  3.1 实验系统设计  35-40
    3.1.1 热源部分  36-37
    3.1.2 热交换器部分  37
    3.1.3 逆流闭式冷却塔  37-39
    3.1.4 其他辅助设备  39-40
  3.2 待测量与测试方法  40-42
    3.2.1 空气的干湿球温度测量  40-41
    3.2.2 空气流量测量  41
    3.2.3 进出塔水温度测量  41-42
    3.2.4 进出塔水流量测量  42
  3.3 测试数据采集系统工作原理  42-43
  3.4 实验操作基本步骤和注意事项  43
    3.4.1 测试前准备工作  43
    3.4.2 测试操作  43
    3.4.3 测试结束  43
  3.5 实验误差分析  43-44
    3.5.1 温度测量误差  43-44
    3.5.2 流量测量误差  44
  3.6 目的和方案  44-45
    3.6.1 实验目的  44-45
    3.6.2 实验工况  45
  3.7 本章小结  45-46
第四章影响模拟精度的重要因素分析及初始条件设定  46-57
  4.1 影响模拟结论的重要因素  46-48
    4.1.1 水滴的平均直径  46
    4.1.2 水滴在填料层的逃逸时间  46-47
    4.1.3 弹性恢复系数  47-48
    4.1.4 盘管换热斜率特性系数  48
  4.2 正交试验设计原理  48
  4.3 因素水平表  48-49
  4.4 样本实验数据和模拟偏差设定  49-53
    4.4.1 样本实验数据  49-50
    4.4.2 实验工况介绍  50-52
    4.4.3 模拟数据的采集  52-53
    4.4.4 模拟偏差设定  53
  4.5 正交表  53-54
  4.6 参数确定和模拟偏差分析  54-56
  4.7 本章小结  56-57
第五章逆流密闭式冷却塔热力特性的数值模拟  57-64
  5.1 冷却塔相似模型的建立  57-58
    5.1.1 密闭式逆流冷却塔模拟的主要困难与解决方案  57-58
    5.1.2 模拟塔的网格划分  58
  5.2 密闭冷却塔的数值模拟  58-63
    5.2.1 冷却塔的模拟初始条件  58
    5.2.2 冷却塔结构条件  58-59
    5.2.3 冷却塔的计算结果图  59-63
  5.3 本章小结  63-64
第六章密闭式逆流冷却塔的运行参数和流程制式的优化  64-77
  6.1 密闭式逆流冷却塔内换热效果的影响因素  64
  6.2 逆流密闭式冷却塔运行参数优化  64-71
    6.2.1 气水比优化部分模拟  64-67
    6.2.2 气水比优化部分实验  67-71
  6.3 逆流密闭式冷却塔流程制式优化  71-76
    6.3.1 与水平盘管等面积的立式蛇形盘管的模拟  71-73
    6.3.2 与立式蛇形盘管等面积的水平盘管的模拟  73-76
  6.4 本章小结  76-77
第七章结论与展望  77-79
  7.1 研究结论  77
  7.2 课题的创新点  77
  7.3 展望  77-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表论文  83-84
致谢  84

逆流密闭式冷却塔热力特性数值模拟与优化

内容摘要

全文目录

相似论文