數(shù)值模擬技術(shù)在工業(yè)冷卻塔節(jié)能中的作用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的冷卻塔廠家將數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)冷卻塔中冷卻塔模型的分析建模，詳細(xì)分析冷卻塔模型的細(xì)節(jié)，為節(jié)能設(shè)計(jì)找到更好的解決方案。數(shù)值模擬技術(shù)在工業(yè)冷卻塔節(jié)能中的作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

一是確定合理的填料運(yùn)行范圍：水噴霧填料是工業(yè)冷卻塔最重要的部件。室內(nèi)空氣與熱水熱交換的核心部位，也是能否實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，要實(shí)現(xiàn)冷卻塔的節(jié)能，首先要分析高效填料的必要條件。通常，高效填料的質(zhì)量系數(shù)大于表面積，但阻力和能耗較低。經(jīng)過(guò)與同類產(chǎn)品的比較，可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)小小的差距就會(huì)導(dǎo)致噴水填料的熱性能有很大的差異。高性能介質(zhì)使用更少的能源并需要更少的空氣和水來(lái)完成相同的任務(wù)。除了繼續(xù)研究新的填料品種外，還應(yīng)注意對(duì)現(xiàn)有填料的改進(jìn)。熱力測(cè)試與填料在不同噴灑密度和風(fēng)速下的性能差異化同時(shí)進(jìn)行，針對(duì)不同的環(huán)境條件和運(yùn)行范圍進(jìn)行分析，充分激發(fā)填料的潛力。在設(shè)計(jì)工業(yè)冷卻塔時(shí)，還需要考慮使用場(chǎng)所的氣候條件、處理水的溫度等，從而設(shè)計(jì)出符合實(shí)際工作要求的熱力特性。

二是完善配水系統(tǒng)：配水系統(tǒng)由主管、支管、噴頭等組成，在研究配水系統(tǒng)時(shí)，噴頭的均勻性和配水的均勻性應(yīng)充分考慮壓力。在低壓環(huán)境下，噴嘴的工作水壓約為2m。工業(yè)冷卻塔的熱力特性與噴嘴的均勻性密切相關(guān)，因此噴嘴的設(shè)計(jì)非常重要。如果布水不均勻，復(fù)合分布中評(píng)價(jià)系數(shù)的均方誤差會(huì)增大，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。現(xiàn)階段可利用CFD模擬進(jìn)行輔助實(shí)驗(yàn)，以提高噴嘴的均勻性，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高工業(yè)冷卻塔布水檢測(cè)效率。

三是改善冷卻塔的流場(chǎng)：工業(yè)冷卻塔內(nèi)部空氣流通的通道分布復(fù)雜，例如，當(dāng)氣流通過(guò)進(jìn)水口時(shí)，它會(huì)突然膨脹或收縮。氣流的劇烈變化會(huì)導(dǎo)致流阻大大增加，冷卻塔風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加，甚至可能造成氣流分離。此時(shí)塔內(nèi)氣流分布不均，能耗將進(jìn)一步增加。如果工業(yè)冷卻塔內(nèi)的氣流壓力達(dá)到5~8之間，就需要加裝導(dǎo)流檐口，否則填料將無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用，導(dǎo)致熱性能不足。流場(chǎng)模擬可以模擬流體流動(dòng)和傳熱，在短時(shí)間內(nèi)形成冷卻塔內(nèi)的流場(chǎng)，為設(shè)計(jì)工作提供參考。

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