基于CFD軟件和逆流密相循環冷卻塔的相關理論,氣流運動采用標準k-ε湍流模型,填料區、噴淋區和盤管區采用離散相模型,填料區的膜流動采用液滴流近似模擬。工業冷卻塔利用水和空氣的接觸,通過蒸發作用來散去工業上或制冷空調中產生的廢熱的一種設備。 干燥的空氣經過風機的抽動后,自進風網處進入冷卻塔內;飽和蒸汽分壓力大的高溫水分子向壓力低的空氣流動,濕熱的水自播水系統灑入塔內。玻璃鋼冷卻塔水在其與流過的空氣進行熱交換、質交換,致使水溫下降。 開式冷卻塔是利用水和空氣的接觸,通過蒸發作用來散去工業上或制冷空調中產生的廢熱的一種設備。河南冷卻塔當水滴和空氣接觸時,一方面由于空氣與水接觸的直接傳熱,另一方面由于水蒸汽表面和空氣之間存在壓力差,在壓力的作用下產生蒸發現象,即通過與不飽和干空氣熱傳遞帶走水的顯熱,部分水蒸發將水中的潛熱帶走,從而達到給冷卻水降溫的目地?;谠撃P?,對設計制冷量為10t·002 FH的逆流密相循環冷卻塔的氣水流動和熱質交換進行了數值模擬。模擬了淋水密度和環境條件對冷卻塔熱特性的影響,得到了優化冷卻塔性能的無量綱參數氣水比。數值模擬結果表明,淋水密度和環境條件對逆流密相循環冷卻塔的傳熱效果有很大影響。
淋水密度是圓形冷卻塔進行熱交換的一個A標準設計參數,對熱交換有直接通過影響
(一)引言
在逆流密相循環冷卻塔中,循環流體流經管內,將熱量通過管壁傳遞到管外的噴淋水中,然后主要通過噴淋水的蒸發將熱量傳遞到空氣中,從而降低循環流體的溫度。本文采用 fluent 軟件的 dpm 模型對10t/h 冷卻塔的熱力特性進行了數值模擬,為逆流填料密集循環冷卻塔的設計和運行提供了參考。
1.物理模型和計算方法。
根據圓形冷卻塔介質的流動資產特性和FLUENT軟件進行模型的特點,采用具有以下數據計算分析模型和設置:
1由于循環冷卻塔中的水與空氣的體積比小于10%,采用離散相模型計算冷卻塔在填料區、雨水區和盤管區的流場,其中空氣被視為連續相,采用歐拉法求解,將水滴視為離散相,采用拉格朗日方法進行計算;采用液滴流動近似模擬填料區的膜流動,通過控制液滴速度得到所需的傳質和傳熱過程。
2采用穩態雷諾應力平均 n-s 方程,采用標準 k ε 湍流模型,輸運方程中考慮了浮力項。
3在計算中,控制微分方程的離散采用控制體積公式法,控制方程的對流項采用二階迎風離散格式;。
4流場計算則采用一個典型的SIMPLE算法。
5流求解器采用分離隱式格式。
6能量控制方程的收斂模型精度為10-6,其余結構方程的收斂速度精度為10-4.
1.1 連續相(濕空氣)控制系統方程
當機組在穩定工況下運行,環境因素不變時,循環冷卻塔也在穩定工況下運行,其內外流場可視為穩態計算。氣相的一般控制方程如下:
公式中,ρ 為空氣密度,ui 為速度矢量,φ 為一般變量,表示速度分量(u,v,w)、水汽分量 y、溫度 t、湍流動能 k 和湍流耗散率 ε、 γφ 為廣義擴散系數,sφ 為廣義源項。