填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现:在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

空气相对湿度对板式蒸发冷凝器传热性能影响的实验研究

为了研究空气湿度对蒸发式冷凝器传热性能的影响,建立了蒸发式冷凝器板外水膜传热性能实验平台。在其他条件不变的情况下,调节空气湿度参数,测试了空气湿度对喷淋水温度、板片表面水膜及填料表面上、下温度等参数的影响。实验结果表明,当进入板片间的空气相对湿度从85%增至90%,水膜温度呈增加趋势,不同位置水膜温度有明显差别,喷淋水的换热量增加,湿空气的换热量减少,板片的平均热流密度和传热系数均随着相对湿度的增加而变小。     

高位收水冷却塔冷却性能的数值模拟研究

高位收水冷却塔底部采用斜板与U型槽组合的方式集水,由于在节能、环保和经济方面的优势使其在大型核电站等工程领域具有广阔的应用前景。基于Popper理论,建立高位收水冷却塔三维计算模型,通过自定义函数在Fluent中加载质量、动量和能量计算程序,与实测对比,模拟结果准确。分析了淋水密度、入塔水温、填料高度和环境风速等运行条件对高位收水冷却塔冷却性能的影响规律。环境风速从1m/s增加到9m/s,出口水温提升了2.61K,并发现当环境风速大于6m/s时,流场内出现涡漩和穿膛风,使流场的均匀性遭到破坏。淋水密度增加2.53kg/m~2s,出口水温升高4.72K,表明淋水密度增加,液滴数量增多,降低了空气与液滴间传热传质。此外,填料高度从1.25m增加到2m,虽然空气阻力有所升高,但与换热面积提高引起蒸发潜热增加相比,总的冷却性能提高。入塔水温升高使得高位塔内外区密度差增大,抽力增加,传热传质能力增大。     

板式蒸发冷却器传热传质模型与解析解

对热湿交换过程进行质量与能量衡算,建立逆流板式蒸发冷却器传递过程的微分方程组。借鉴Braun的方法,引入空气湿球比热与湿球换热系数,对湿空气饱和线作线性化假设,推导得到了基于空气湿球温度的数学模型和控制微分方程组的解析解,实测结果验证了解析解对流体出口温度预测值的准确合理性。分析循环热水温度、喷淋水温度、空气干湿球温度的变化规律,以及空气进口干湿球温度对冷却器性能的影响。该分析模型与解析解可用于预测板式蒸发冷却器的性能。     

侧风下逆流湿式冷却塔优化进风的实验研究

为降低侧风对自然通风逆流湿式冷却塔进风的不利影响,引入一种优化进风的新方法——在进风口周向上安装导风板,同时,为定量分析冷却塔周向进风均匀性,定义进风均匀系数。基于热态模型实验,研究侧风工况下安装导风板对湿式冷却塔进风及热力性能的影响。通过对进风性能及冷却效率的对比分析,揭示了侧风影响冷却性能的2个根本原因:侧风不仅降低了通风量,还破坏了冷却塔周向进风的均匀性,冷却效率的降低是二者共同作用的结果。安装导风板对周向进风进行优化之后,通风量增大,进风均匀系数也有较大提高,塔内传热传质均匀性增强,冷却效率有较大提升。刘易斯因子分析表明,优化进风对传热的强化作用更大,但同时增加了绝对蒸发水损失。     

新型蒸发式冷凝器系统设计

蒸发式冷凝器兼具传热性能好、节能、节水、占地面积小等诸多优点,目前已被广泛应用于制冷、化工、食品等多个行业中。由于传统蒸发式冷凝器存在阻力大、传热传质效率低、难于清洗等问题,在传统蒸发式冷凝器基础上设计出一种用于汽轮机排汽冷却用的新型蒸发式冷凝器,这种新型蒸发式冷凝器包括蒸汽冷凝系统、强制通风系统、喷淋循环水系统、收水系统、真空维持系统等子系统的设计,通过子系统间合理的设计,有效地解决了传统设计中蒸发式冷凝器传热传质效率低、管束结垢严重难清洗、冬季抗冻性差、耗水难控制的问题。     

一种逆流式露点间接蒸发冷却器的设计和实验研究

本文研究一种新型的露点间接蒸发冷却器并搭建了试验台,实验验证了理论分析和模型的正确性,通过实验测算了各种因素对露点间接蒸发冷却器性能具体影响,结果显示一次空气出口干球温度则随着空气进口干球温度和相对湿度的增加而增加,且增加幅度较小,同时露点效率也增加,增加幅度比一次空气出口温度的增加幅度稍大;一般情况下,为了满足送风要求的同时,保持了较高的冷却效率和较低的出口温度,一次空气气流速度取3m/s,一、二次空气流速比为1.5:1较为合适;淋水量为3L/min时,露点间接蒸发冷却器的露点效率最高,另外循环水温对露点间接蒸发冷却器的制冷效果影响较小。     

板式蒸发式冷凝器传热传质研究

模拟发电机组凝汽系统中水蒸气的冷凝过程,建立了板式蒸发式冷凝器传热与阻力特性试验系统.试验结果表明,空气流经板组后压力降低;通过改变淋水量,拟合得到了喷淋水膜的对流传热系数与喷淋密度的关系式,以及板式蒸发冷凝器气-液界面传质舍伍德数与空气雷诺数的关系式,计算关系式对板式蒸发式冷凝器的设计计算具有指导作用.     

双喷嘴布置间距对蒸发冷却性能影响的数值模拟

采用Fluent 18.2建立了双喷嘴在风洞中的喷淋模型,研究了双喷嘴布置间距及入口空气速度、干球温度、相对湿度对蒸发冷却性能的影响,研究发现:双喷嘴布置间距0.6、1.0、1.4m对应的最高降温幅度分别为7.8、7.4、7.4℃,对应的最大冷却影响区域面积分别为1.49、1.62、1.59m2;入口空气速度建议取2～3m/s为佳;高干球温度、低相对湿度均有利于蒸发冷却,但是其受制于当地环境。对于双喷嘴的蒸发冷却过程,需结合冷却影响区域的传热速率、平均温度、面积以及风洞长度进行分析。针对不同的应用场合,应根据应用的要求和场地等,结合冷却均匀性好、冷却温降大、喷嘴数量少的目标,选择合适的喷嘴布置间距,合理设计喷淋蒸发冷却系统。     

换流站阀冷系统冷却水进阀温度预测方法研究

针对换流站阀冷系统冷却塔换热性能难以评估的问题,研究直流负荷、喷淋水流量、冷却水流量、冷却塔进风量、环境湿球温度与冷却水进阀温度的关系.通过多元线性回归算法训练的模型,对冷却水进阀温度进行预测计算,并以此设计测量装置的故障检测逻辑.     

隆华开发出节能蒸发式冷凝器

隆华制冷设备有限公司开发的蒸发式冷凝器，利用管子外表的水膜蒸发，通过传质和传热使管内工质降温冷凝．每千克水蒸发吸收680W的热量，同时还不用再设置冷却设备，由于其工作原理和湿球温度有关，夏季冷凝温度也不会升高，既提高了设备效能，又达到节水、节电，节约能源的目的。     

蒸发冷却技术在环网控制装置上应用的可行性研究

针对环网控制换流阀,充分考虑其冷却需求和运行环境,开展了蒸发冷却技术的应用研究工作,提出了贴壁式自循环蒸发冷却技术方案;针对阀柜的功率模块单元设计蒸发冷却液盒单元,并在阀体额定工况下对液盒的换热能力、控温水平进行实验考核;同时建立液盒内气液两相流模型,对功率模块单元冷却过程中的热场进行了仿真计算;实验测试和仿真计算结果显示贴壁式蒸发冷却技术方案在环网控制装置上应用是可行的,且具有换热效率高、温度分布均匀的优势。     

冷却塔填料布置方式对热力性能的影响

相对于填料均匀布置,不均匀布置对冷却塔性能有改善作用。为了探讨淋水填料不同布置方式对冷却塔热力特性和阻力性能的影响,在冷却塔内部填料原有的等高等间距布置基础上,进行不等间距及不等高布置的优化设计;建立3种布置方式的三维数值模型,比较其在多种工况下的热力性能;选择实际运行中4种代表性工况,对比分析数值模拟结果和实测数据。结果表明:相对于填料均匀布置方式,不等高和不等间距布置均能不同程度提高冷却塔的换热性能,使得温降增加0.7~1.0℃;与不等高布置相比,不等间距布置不仅增加了塔内外围冷却效果,对塔内中心区冷却效果的提升也更加明显;综合多种工况,不等间距布置方式总体温降比不等高布置增加0.2℃左右;数值模拟结果与实验结果整体偏差不大,趋势相同,可以反映冷却塔实际运行情况,可用于指导冷却塔填料布置设计。     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

采用热管冷却技术的太阳能光伏电–热一体化系统性能分析

太阳能光伏电–热（photovoltaic-thermal,PV-T）一体化系统将光伏组件与太阳能热利用系统组合在一起,具有较高的太阳能综合利用效率。针对热管具有高效传热和均温性能的特点,提出一种采用热管冷却技术的太阳能光伏电-热一体化系统;基于光伏电池板传热过程特点及换热器的传热有效度——传热单元数（ε-NTU）法,对热管式PV-T系统的电池板温度、冷却流体出口温度以及系统电效率和热效率等热电转换性能进行了理论分析和计算。结果表明,热管式PV-T系统的电池温度变化幅度在2.5℃以内,系统电效率和热效率分别达到6.99%～7.46%和51.0%～63.2%。该文提出的理论方法为研究热管式PV-T系统热电转换性能提供了一种新的途径,可用来分析和讨论相关参数对热管式PV-T系统性能的影响。     

管径对新型复合降膜蒸发器性能的影响

为实现无泵循环高效降膜蒸发换热,提出了基于蒸汽举送效应的新型复合降膜蒸发器。通过建立数学模型,针对管径的改变研究其水力特性和换热性能。结果表明：输运段管径的增加不仅提高了输送流量和高度比H/L(泵送高度与为克服管道阻力所需的浸没深度之比),而且强化了蒸发段的传热传质性能,提高整个系统的性能;而换热段管径的改变主要影响系统的传热传质性能,对输送段水力特性不产生影响。     

管式间接再循环紧凑型蒸发冷却空调机组

管式间接再循环紧凑型蒸发冷却空调机组,包括在机组壳体内依次设置过滤器、高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器a、制冷剂直接膨胀式空气冷却器和送风机,管式间接蒸发冷却器的下部设置有高温水箱,管式间接蒸发冷却器的上部设置有直接蒸发冷却器b、高温水淋水装置和二次风机,高温水箱、高温表冷器、高温水淋水装置之间通过管道依次相连接,制冷剂直接膨胀式空气冷却器的冷凝器设置在直接蒸发冷却器b与二次风机之间。本发明的空调机组,采用高温表冷器、管式间接蒸发冷却器、制冷剂直接膨胀式空气冷却器与直接蒸发冷却器相结合的方式,结构紧凑,布置合理,使蒸发冷却应用场所更为广泛,更节能。     

城市变电站用新型油-蒸发液换热器的实验研究

随着变压器容量的日益增长,传统冷却方式在城市地下变电站的应用中日益显现出其不足之处。本文提出一种适用于城市变电站的新型变压器油-蒸发液冷却方式。它是一种二级冷却方式,可通过蒸发液相变汽化后的蒸汽把位于地下变电站内热负荷中心的热量转移至地上或房顶的二次冷却器内进行冷却;蒸发液的循环过程为无泵自循环,可靠性高,且冷却效率高、噪音水平低、冷却装置承重低。本文设计、制造了一台油-蒸发液换热器样机,通过传热实验验证了新型冷却方式的可行性,并将实验与理论计算结果进行了对比和误差分析。     

类单侧加热条件下有内置纽带的竖直上升圆形通道内过冷水的传热特性

为了研究国际热核聚变实验堆中偏滤器靶板的水冷换热结构的传热特性,用偏心电加热的方法来模拟工程实际中的单侧辐射加热。在系统压力P=3~5MPa、质量流速G=3000~8000kg/(m~2?s)、冷却通道壁面的平均热流密度q=2~5MW/m~2的参数范围内,对类单侧加热条件下,有内置纽带的竖直上升圆形通道内的水进行传热试验。分析了P、G、q以及内置纽带对传热特性的影响,在单相及过冷沸腾区将实验数据与典型的传热关联式进行对比,并提出了新的传热关联式。结果表明:在单相强制对流区,试验段的换热系数h主要受G和内置纽带的影响;在过渡沸腾区,h受到P、G、q和内置纽带的综合影响;而在充分发展过冷沸腾区,h主要受到q的影响。