自然通风空冷塔流场及温度场的实验研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）自然通风空冷塔流场及温度场的实验研究EXPERIMENTALTESTONFLOWANDTEMPER-ATUREFIELDSOFNATURALVENTILATIONCOOLINGTOWERS王亚雯哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU831.6学校代码：10213国际图书分类号：621.1密级：公开工程硕士学位论文自然通风空冷塔流场及温度场的实验研究硕士研究生：王亚雯导师：王威副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨

2、工业大学ClassifiedIndex:TU831.6U.D.C.:621.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEXPERIMENTALTESTONFLOWANDTEMPER-ATUREFIELDSOFNATURALVENTILATIONCOOLINGTOWERSCandidate：WangYawenSupervisor：Assoc.Prof.WangWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialit

3、y：ArchitectureandcivilengineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要塔内气流的流动情况受空冷塔塔型结构的直接影响，而空冷塔内的空气动力特性会对空冷系统的冷却效果产生重要影响，因此研究空冷塔内部气流的流动和换热特性，进而优化空冷塔塔型结构具有非常重要的意义。本文针

4、对自然通风空冷塔模型，对其流场和温度场从实验和理论分析两个角度进行了深入研究，完成了空冷塔流场和温度场实验台的设计、搭建和调试工作，并对塔型优化和流场变化原因进行了探讨。为研究自然通风空冷塔内流场、温度场随工况的变化情况，本文给出了简化的空冷塔数学模型，对空冷塔进出口边界条件进行了分析计算；根据相似理论推导出了空冷现象的准数方程，选取格拉斯霍夫准数为制作空冷塔模型应满足的相似准则；并以自模区理论为基础，确定了模型塔的模型率；对模型塔选材、设计、安装及散热器的简化方法进行了研究，设计并制作了温控系统；制定并改进了测

5、试方案，选取了实验仪器；运用PIV技术，对模型塔进行了测试，得到了不同入口温度条件下模型塔内的流态、温度和流速变化规律。测试结果表明，空冷塔内流场随工况变化的原因是随着入口温度升高，惯性力、塔内外温差、边壁与中轴线温差作用渐次增强，起主导作用的因素发生变化导致的，而其中二者相互制约时，流态越接近理想流态。对空冷塔进行改型时，建议采用竖直壁代替曲面壁，有利于钢构件加工；渐阔型出口改为直筒型或渐缩型，有利与避免出口气流回流。改型后的流场实验的工况建议选用42℃-47℃，此时双曲线空冷塔与运行工况最相符，且处于过渡区，

6、有利于实验结果与理论结果的分析比较。关键词：空冷塔；模型实验；粒子图像测速技术(PIV)；流场；温度场-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheflowofairinthetowerisdirectlyaffectedbytheaircoolingtowerstructure.Theaerodynamiccharacteristicintheaircoolingtowerwillhaveanimportantinfluenceonthecoolingeffectoftheaircoolingsys

7、tem.Therefore,itisofgreatsignificancetostudytheflowandheattransfercharacteristicsofairflowintheaircoolingtowerandimprovethestructureofaircoolingtower.Inthispaper,theflowfieldandtemperaturefieldofnaturalventilationaircoolingtowerwasstudiedfromexperimentalandth

8、eoreticalperspectives.Intheresearchprocess,theflowfieldexperimentalplatformofaircoolingtowerhavebeendesigned,constructedanddebugged,andthetowertypeoptimizationandthecauseofchangeofflowfie