數(shù)值模擬技術(shù)在工業(yè)冷卻塔節(jié)能中的作用

隨著計算機技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的不斷發(fā)展，越來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，詳細分析冷卻塔模型的細節(jié)，為節(jié)能設(shè)計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)在以下三個方面：

一是確定合理的填料運行范圍：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，也是能否實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，要實現(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)過與同類產(chǎn)品的比較，可以發(fā)現(xiàn)，一個小小的差距就會導(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)注意對現(xiàn)有填料的改進。熱力測試與填料在不同噴灑密度和風(fēng)速下的性能差異化同時進行，針對不同的環(huán)境條件和運行范圍進行分析，充分激發(fā)填料的潛力。在設(shè)計工業(yè)冷卻塔時，還需要考慮使用場所的氣候條件、處理水的溫度等，從而設(shè)計出符合實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，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)計非常重要。如果布水不均勻，復(fù)合分布中評價系數(shù)的均方誤差會增大，從而無法實現(xiàn)節(jié)能效果。現(xiàn)階段可利用CFD模擬進行輔助實驗，以提高噴嘴的均勻性，減少實驗時間，提高工業(yè)冷卻塔布水檢測效率。

三是改善冷卻塔的流場：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)氣流通過進水口時，它會突然膨脹或收縮。氣流的劇烈變化會導(dǎo)致流阻大大增加，冷卻塔風(fēng)機負荷增加，甚至可能造成氣流分離。此時塔內(nèi)氣流分布不均，能耗將進一步增加。如果工業(yè)冷卻塔內(nèi)的氣流壓力達到5~8之間，就需要加裝導(dǎo)流檐口，否則填料將無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，導(dǎo)致熱性能不足。流場模擬可以模擬流體流動和傳熱，在短時間內(nèi)形成冷卻塔內(nèi)的流場，為設(shè)計工作提供參考。

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