Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

МОДЕЛИРОВАНИЕ БАШЕННОЙ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ГРАДИРНИ И ВЛИЯНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЕЕ РАБОТУ В УСЛОВИЯХ ВЕТРА

Полный текст:

Аннотация

Современные башенные испарительные градирни могут использовать разнообразные аэродинамические элементы (дефлекторы, ветроперегородки и др.) для улучшения тепловой работы, особенно в условиях ветра. В статье численно исследуется влияние завихрителей в надоросительном пространстве и ветроперегородок на производительность башенной испарительной градирни в условиях ветра. В качестве прототипа взята действующая башенная испарительная градирня ТЭС «Ву-Джин», Китай. При расчетах использовали аналогию тепло- и массопереноса, что позволило рассмотреть аэродинамику однофазного потока и выполнить детальные трехмерные расчеты на современных персональных вычислительных машинах. Коэффициент теплоотдачи оросителя и его гидродинамическое сопротивление устанавливали в соответствии с экспериментальными данными по общему расходу воздуха в градирне. Численная модель протестирована с использованием экспериментальных данных.

Продемонстрирована нелинейная зависимость тепловой производительности башенной испарительной градирни от скорости ветра с минимумом (критическая скорость ветра) при ucr ~ 8 м/с для моделируемой системы. Использование крестообразных ветроперегородок существенно не изменяет критическую скорость ветра, но улучшает тепловую работу при умеренном и сильном ветре. Совместное использование ветроперегородок и завихрителей в надоросительном пространстве может повысить эффективность башенной испарительной градирни на величину до 20–30 % при угле установки завихрителей α = 60o. Расчеты позволяют анализировать аэродинамические структуры, возникающие в башенной испарительной градирне, и однородность поля скоростей в области оросителя.

Результаты исследования могут быть полезны для оптимизации конструкции градирен, в том числе и перспективных градирен гибридного типа.

Об авторах

К. В. Добрего
Белорусский национальный технический университет
Беларусь

Доктор физико-математических наук, профессор



М. М. Хеммасиан Кашани
Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси
Беларусь
Аспирант


Е. Е. Ласко
Белорусский национальный технический университет
Беларусь
Студент


Список литературы

1. Ming Gao, Feng-Zhong Sun, Kai Wang, Yue-tao Shi, & Yuan-bin Zhao. (2008) Experimental Research of Heat Transfer Performance on Natural Draft Counter Flow wet Cooling Tower Under Cross-Wind Conditions. International Journal of Thermal Sciences, 47, 935–941.

2. Caytan, Y. & Fabre, L. (1989) Wind Effects on the Performance of Natural Draft Wet Cooling Towers, Comparison of Constructors Proposals and Realization of Performance Control Tests. International Cooling-Tower Conference. Proceedings, 21 (17), Ref. Number 21068013.

3. Bender, T. J., Bergstrom, D. J., & Rezkallah, K. S. (1996) A Study on the Effects of Wind on the Air Intake Flow Rate of a Cooling Tower: Part 3. Numerical Study. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 64 (1), 73– 88. doi: 10.1016/S0167-6105(96)00085-2.

4. Derksen, D. D., Bender, T. J., Bergstrom, D. J., & Rezkallah, K. S. (1996) A Study on the Effects of Wind on the Air Intake Flow Rate of a Cooling Tower: Part 1. Wind Tunnel Study. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 64 (1), 47–59. doi: 10.1016/S0167-6105(96)00084-0.

5. Bender, T. J., Bergstrom, D. J., & Rezkallah, K. S. (1996) A Study on the Effects of Wind on the Air Intake Flow Rate of a Cooling Tower: Part 2. Wind all study. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 64 (1), 61–72. doi: 10.1016/S0167-6105(96)00083-9.

6. Madadnia, J., Koosha, H., & Mirzaei, M. (2008) Effect of Wind Break Walls on Performance of a Cooling Tower Model. Mech. & Aerospace Eng. Journal, 3 (4), 61–67.

7. Al-Waked, R., & Behnia, M. (2005) The Effect of Windbreak Walls on the Thermal Performance of Natural Draft Dry Cooling Towers. Heat Transfer Engineering, 26 (8), 50–62. doi: 10.1080/01457630591003763.

8. Wang, K., Sun, F. Z., Zhao, Y. B., Gao, M., & Ruan, L. (2010) Experimental Research of the Guiding Channels Effect on the Thermal Performance of Wet Cooling Towers Subjected to Crosswinds-Air Guiding Effect on Cooling Tower. Applied Thermal Engineering, 30 (5), 533–538. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2009.10.015.

9. Al-Waked, R. (2010) Crosswinds Effect on the Performance of Natural Draft Wet Cooling Towers. International Journal of Thermal Sciences, 49 (1), 218–224. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2009.07.012.

10. Wang, K., Sun, F. Z., Zhao, Y. B., Gao, M., & Shi, Y. T. (2008) Three-Dimensional Regularities of Distribution of Airinlet Characteristic Velocity in Natural-Draft Wet Cooling Tower. Journal of Hydrodynamics, 20 (3), 323–330.

11. Hemmasian Kashani, M. M., & Dobrego, K. V. (2013) Heat and Mass Transfer in the Over-Shower Zone of a Cooling Tower with Flow Rotation. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 86 (6), 1490–1499.

12. Al-Waked, R, & Behnia, M. (2006) CFD Simulation of Wet Cooling Towers. Applied Thermal Engineering, 26 (4), 382–395. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2005.06.018.

13. Vlasov, A. V., Vykhota, S. O., Ganzha, V. A., Davydenko, V. F., Dashkov, G. V., Dikun, V. S., Zhdanov, V. L., Slizhevskaya, Y. M., Pavlyukevich, N. V., Solodukhin, A. D., Fisenko, S. P., & Homich, A. S. (1993) Cooling Tower. Patent of the RB No 1293.

14. Hemmasian Kashani, M. M., & Dobrego, K. V. (2013) Heat and Mass Transfer in Natural Draft Cooling Towers. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 86 (5), 1072–1082. doi: 10.1007/s10891-013-0930-z.

15. ANSYS® Academic Research, Release 14.5, Help System, FLUENT, ANSYS, Inc.

16. Panofsky, H. A., & Dutton, J. A. (1984) Atmospheric Turbulence: Models and Methods for Engineering Applications. New York, Wiley Press.

17. Petruchik, A., & Fisenko, S. (2001) Simulation of Natural Draft Cooling Tower Performance. The 12th IAHR Symposium in Cooling Tower and Heat Exchangers. Sydney, Australia, 80–86.

18. Kröger, D. G., (2004) Air-Cooled Heat Exchangers and Cooling Towers. Vol. 1. USA: PennWell Books.

19. Vlasov, A. V., Dashkov, G. V., Solodukhin, A. D., & Fisenko, S. P. (2002) Investigation of Internal Aerodynamics of Evaporative Cooling Tower. Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal [Journal of Engineering Physics and Thermophysics], 75 (5), 64–68 (in Russian). (Исследование внутренней аэродинамики башенной испарительной градирни / А. В. Власов [и др.] // ИФЖ. – 2002. – Т. 75 (5). – C. 1086–1091.)

20. Isachenko, V. P., Pavlovich, V. I., Osipova, V. A., & Sukhomel, A. S. (1981) Heat Transfer. Moscow, Energy, 292–294 (in Russian). (Теплообмен : учеб. для вузов / В. П. Исаченко [и др.]. – М.: Энергия, 1981. – C. 292–294.)

21. Hemmasian Kashani, M. M., & Dobrego, K. V. (2014) Influence of Flow Rotation Within a Cooling Tower on the Aerodynamic Interaction with Crosswind Flow. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 87 (2), 376–383. doi: 10.1007/s10891-014-1023-3.

22. Hemmasian Kashani, M. M., & Dobrego, K. V. (2014) Effect of Inlet Windows Deflectors and Windbreak Walls Height on Performance of Natural Draft Cooling Tower under Cross Wind Condition, Heat Transfer Research, in print.

23. Solodukhin, A. D., & Dashkov G. V. (2011) Research Report № 20113267, A. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of National Academy of Sciences of Belarus, Minsk. (In Russian, Unpublished). (Отчет о НИР № 20113267 / А. Д. Солодухин [и др.] ; Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси, Минск, 2011.)


Для цитирования:


Добрего К.В., Хеммасиан Кашани М., Ласко Е.Е. МОДЕЛИРОВАНИЕ БАШЕННОЙ ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ГРАДИРНИ И ВЛИЯНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ЕЕ РАБОТУ В УСЛОВИЯХ ВЕТРА. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2014;(6):47-60.

For citation:


Dobrego K.V., Hemmasian Kashani M.M., Lasko E.E. SIMULATION OF COOLING TOWER AND INFLUENCE OF AERODYNAMIC ELEMENTS ON ITS WORK UNDER CONDITIONS OF WIND. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2014;(6):47-60. (In Russ.)

Просмотров: 409


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)