環(huán)境條件對逆流閉式冷卻塔傳熱的影響

摘要：基于CFD軟件和逆流密閉式冷卻塔以及相關(guān)研究理論，對氣流通過運(yùn)動可以采用不同標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流結(jié)構(gòu)模型，填料區(qū)、噴淋區(qū)和盤管區(qū)采用一個離散相模型數(shù)據(jù)計(jì)算，對填料區(qū)的膜狀流動用滴狀流動近似方法模擬。無錫冷卻塔現(xiàn)在這類冷卻設(shè)備的形式較多，其共同的特征是在間壁式換熱器外噴淋水并且強(qiáng)制通風(fēng)，熱從間壁式換熱器內(nèi)的被冷卻流體中經(jīng)壁面?zhèn)鹘o壁面外的噴淋水，再通過噴淋水與空氣的強(qiáng)制對流傳給空氣，而噴淋水向空氣的傳熱，主要是由噴淋水蒸發(fā)的潛熱和噴淋水與空氣的顯熱交換組成的。開式冷卻塔原理就是,通過將循環(huán)水以噴霧方式,噴淋到玻璃纖維的填料上,通過水與空氣的接觸,達(dá)到換熱。閉式冷卻塔將管式換熱器置于塔內(nèi)，通過流通的空氣、噴淋水與循環(huán)水的熱交換保證降溫效果?；谠撃Ｐ?，對設(shè)計(jì)系統(tǒng)制冷量為10 t/h 的逆流密閉式冷卻塔的氣水流動與熱質(zhì)交換信息進(jìn)行具體數(shù)值仿真模擬。模擬技術(shù)分析了淋水密度和環(huán)境發(fā)展條件對冷卻塔熱力特性的影響，并分析得到了使冷卻塔性能要求達(dá)到企業(yè)最優(yōu)的無量綱參數(shù)氣水比的取值。數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)表明：淋水密度和環(huán)境經(jīng)濟(jì)條件對逆流密閉式冷卻塔的換熱效果產(chǎn)生影響具有很大。

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的水噴淋密度關(guān)閉冷卻塔的熱交換，所述熱交換器具有上造成直接影響的

（一）引言

在逆流密閉式冷卻塔中，循環(huán)生產(chǎn)工藝研究流體流過管內(nèi)，通過管壁將熱量傳給管外的噴淋水，然后我們主要就是通過控制噴淋水的蒸發(fā)散熱，將熱量傳遞給空氣，從而使企業(yè)循環(huán)處理工藝以及流體溫度不斷下降。本文首先通過技術(shù)應(yīng)用FLUENT軟件中的DPM模型的數(shù)值分析求解，對某制冷量為10t/h 的冷卻塔的變工況熱力特性方面進(jìn)行一個數(shù)值方法模擬，為完善帶填料的逆流密閉式冷卻塔的設(shè)計(jì)和運(yùn)行發(fā)展提供了參考文獻(xiàn)依據(jù)。

1.物理模型及計(jì)算方法

根據(jù)閉式冷卻塔介質(zhì)的流動特性和 fluent 軟件模型的特點(diǎn)，采用了以下計(jì)算模型和設(shè)置:

①由于封閉冷卻的小于10％的塔的水蒸氣的體積比，在包裝區(qū)和雨線圈區(qū)域中使用離散相模型來計(jì)算的冷卻塔，其中空氣用作連續(xù)相的流場，使用歐拉方法來解決，相位為離散小滴，使用拉格朗日計(jì)算;膜狀與液滴流區(qū)域填料近似的流動和熱與質(zhì)量傳遞過程通過控制水滴，以獲得所需的顆粒速度。

②采用系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)雷諾應(yīng)力進(jìn)行平均N-S 方程，選用一個標(biāo)準(zhǔn)k-ε 湍流理論模型，其中在輸運(yùn)參數(shù)方程中考慮了浮力項(xiàng)。

③計(jì)算，微分方程離散使用控制體積有限差分式，二階的方程式逆風(fēng)離散對流項(xiàng)格式。

④流場計(jì)算則采用一個典型的SIMPLE算法。

⑤FLUENT使用單獨(dú)的隱式求解。

6能量方程的收斂精度為10-6，其它方程的收斂精度為10-4。

1.1連續(xù)相（濕空氣）的控制方程

當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定工況運(yùn)行，且環(huán)境影響因素不變，閉式冷卻塔也將在社會穩(wěn)定工況下運(yùn)行，其內(nèi)外流場可以自己當(dāng)作穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算。因此氣相的通用技術(shù)控制系統(tǒng)方程模型如下：

式中：ρ是空氣密度; UI是速度矢量;通用變量Φ1，分別在各個方向上的速度分量（U，V，W），水蒸氣分量Y，溫度T，湍流動能和湍流耗散速率εK，ΓΦ廣義擴(kuò)散系數(shù)，SΦ廣義源項(xiàng)。