冷却塔周围气流特性的CFD模拟和优化分析.pdf

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1、第33卷第1期建筑热能通风空调V01．33No．12014年1月BuildingEnergy＆EnvironmentJan．2014．72～74文章编号：1003．0344(2014)Ol一072-3冷却塔周围气流特性的CFD模拟和优化分析吕楠王超祝贺张晓晖苏州大学物理科学与技术学院摘要：采用CFD技术模拟冷却塔气流分布和气流温度分布特性，提出对冷却塔加装10m的基础和3m的导风筒的措施，改善冷却塔的运行效果。结果表明：改进后，冷却塔的热羽流得到有效抬升，填料进风口的返混现象得到明显改善。关键词：冷却塔CFD气流特性CFDSimulationandOptimizeAnalysi

2、sofAirFlowCharacteristicsofCoolingTowerLVNan，WANGChao，ZHUHe，ZHANGXiao-huiPhysicalSchool，SoochowUniversityAbstract：ITheCFDtechnologyisusedtosimulatetheairflowvelocityfieldandtemperaturefieldofthecoolingtower．Toimprovetheworkingconditionofthecoolingtower，measuresofupliftingthecoolingtower’Sfou

3、ndationby10metersandinstalling3-meter-longairductaretaken．Thus，heatplumeflowisupraisedandflowbackmixingphenomenaatthebottomentranceisdecreased．Keywords：coolingtower，CFD，airflowcharacteristics0引言却塔进行外部气流特I生的数值模拟。冷却塔是暖通空调系统重要的组成部分，其运行1冷却塔气流特性的CFD数值模拟性能的好坏决定冷却水的冷却效果，直接影响空调系统冷水机组的制冷效果和能耗。影响冷却塔性能

4、的因1．1工程概况和气象参数素包括空气湿球温度，空气流量，水量，冷却塔的布置本次采用CFD技术模拟冷却塔气流特性的建筑等，其中冷却塔的布置涉及冷却塔和冷却塔、冷却塔物地处南方某个长三角环太湖城市。如图1，冷却塔安和周围的建筑之间的相互影响，以及外部风环境。若装位置选在建筑物顶面平台上，选用方形横流式冷却冷却塔布置不当，冷却塔的热羽流不能得到有效抬塔并且两侧进风。该建筑物空调工程选用20台此型号升，影响湿热排风的扩散，造成湿热气流反混，降低冷冷却塔，冷却塔布置成三排，在平台的东北区域8台和却塔的性能。文献[1、2]从冷却塔的布置位置人手，提西南区域12台，平台在西北方向有建筑物，

5、高度为m了针对特定外界建筑环境的改进方案，由于冷却塔60m。复杂的工作环境，难以采用简单的工程经验分析，采该城市夏季空调期间室外气象参数：湿球温度为用CFD模拟具有快捷、经济、多工况分析的特点。鉴于28．2℃；通风(干球)温度为32c《=；大气压力为此，本文采用CFD技术，对处于某一工作环境中的冷100．391kPa；主导风向为东南风，风速为3．3mJs。此次收稿日期：2012—12—25通讯作者：张晓晖(1969-)，男，博士，教授；苏州大学物理科学与技术学院(215006)；051261080967；E—mail：zhangxhem@126．com基金项目：国家自然科学基金

6、(No．51176132)第33卷第1期吕楠等：冷却塔周围气流特性的CFD模拟和优化分析·73·模拟的汁钎：域范⋯：300m~300mx300m塔不能按照技术舰范的要求进行安装殳u2，建筑顶而平域『『I彳f一排不规则布置的电梯控制审f¨水库，靠离墙和『IIl'nJ建筑物的冷却塔的⋯JxLII的排风会受到制冷却塔填料进；xLlx~足负『li，简太低，排⋯的热气流lf能会九接进入塔体fIf循，致水温升高．．图1建筑物外观图1．2CFD理论CFD数fl'(模拟采H】商川软件FLUENT完成．．没定平均风沿高度变化舰律采用指数率汁算，平均风1}{}图2设计工况外观图高度变化的规律可HJ

7、指数函数来捕述，即：(z)／=／z](1)1．4改进工况式-f1：、V。，为标准参考高度和标准参考高度处的平均如3，冷却塔顶部川{风筒上[fiLl,HI离⋯冷却风速，我标准高度取lOm；：、为任一高度和任一高塔周边端顶一定距离的导风简，以利丁冷却塔⋯风简度处的平均风速n为地柑糙度指数，地形越粗糙，地排⋯的热流的扩散，有效避免被排⋯的I热空为C流的【碍作JH越强，“也越大。的佴循环这个措施还仃效抑制J冷却塔风~)Lfi',jl噪IfilUI,数fltc模拟方法采J{JReynolds平均法，湍