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第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 直接空冷系统在各国的发展 3

1.2.2 影响热回流的主要因素 6

1.2.3 环境风对空冷系统塔下热回流的影响研究 7

1.2.4 几何尺寸对塔下热回流的研究 8

1.2.5 大直径轴流冷却风机 9

1.2.6 降低热回流以提高空冷散热器的散热特性 11

1.2.7 空冷塔下热回流及热态流场的研究方法 12

1.3 存在的问题 15

1.4 研究内容 16

第2章 热回流及其对散热效果的影响 18

2.1 热回流的危害 18

2.2 热回流产生的原因 20

2.2.1 热回流受环境风影响的原因 20

2.2.2 空冷塔几何尺寸对热回流的影响 21

2.2.3 风机性能对热回流的影响 21

2.3 热回流的评价方法 22

2.4 影响热回流的主要因素及热回流对背压、散热效率的影响 24

2.4.1 热回流的理论分析 25

2.4.2 热回流对背压的影响 30

2.4.3 热回流对散热器散热效率的影响 33

2.5 本章小结 34

第3章 环境风对塔下热回流的影响试验研究 36

3.1 研究方法 36

3.2 试验模型及主要设备 36

3.2.1 试验模型及系统 36

3.2.2 试验热循环系统 40

3.2.3 PIV系统及其布置 41

3.2.4 主要设备 45

3.3 试验条件及相似参数 48

3.3.1 地面梯度风的相似 50

3.3.2 模型几何相似 51

3.3.3 空冷凝汽器的相似 51

3.3.4 速度比相似 51

3.3.5 动力相似准则 51

3.3.6 空冷散热器进出口温差产生的热浮力效应相似 52

3.3.7 主要测量参数 52

3.4 试验误差分析 54

3.5 风速比的变化对塔下温度场和回流率的影响 55

3.5.1 风速比对塔下温度场的影响 55

3.5.2 风速比对塔下回流率的影响 60

3.6 密度弗劳德数对塔下温度场和热回流的影响 62

3.6.1 密度弗劳德数对塔下温度场的影响 63

3.6.2 密度弗劳德数对塔下热回流的影响 67

3.7 风向角的变化对塔下温度场和热回流的影响 68

3.7.1 风向角的变化对塔下温度场的影响 68

3.7.2 风向角的变化对塔下热回流的影响 85

3.8 风机流量的变化对塔下温度场分布和热回流的影响 86

3.8.1 风机流量的变化对塔下温度场的影响 86

3.8.2 风机流量的变化对塔下热回流的影响 86

3.9 本章小结 87

第4章 空冷塔几何尺寸对塔下热回流影响的试验研究 88

4.1 加高挡风墙对塔下温度场与热回流以及对热态流场的影响 89

4.1.1 加高挡风墙对塔下温度场的影响 89

4.1.2 加高挡风墙对塔下热回流的影响 94

4.1.3 加高挡风墙对空冷塔流场的影响 95

4.2 加宽、加长空冷平台对塔下温度场、热回流以及对热态流场的影响 97

4.2.1 加宽空冷平台对塔下温度场的影响 97

4.2.2 加宽空冷平台对塔下热回流的影响 102

4.2.3 加宽空冷平台对流态的影响 104

4.3 挡风墙高度的选择 106

4.4 本章小结 109

第5章 试验与数值模拟结果的比较 111

5.1 数值模型及数值方法 111

5.1.1 模型的建立 111

5.1.2 网格划分 112

5.1.3 边界条件 112

5.1.4 控制方程及湍流模型 114

5.1.5 数值求解方法 116

5.2 数值计算结果分析 117

5.2.1 风速比对空冷塔下热风回流的影响 117

5.2.2 不同风向角对空冷塔下热回流的影响 118

5.3 试验结果与数值模拟结果的比较及分析 120

5.3.1 空冷塔前后流场与温度场分布 120

5.3.2 风速比的变化对塔下热回流的影响 128

5.3.3 同一风速下，风向角的变化对塔下热回流的影响 128

5.3.4 增加空冷平台上部四周风墙的高度 130

5.3.5 增加空冷风机转速 134

5.4 本章小结 136

第6章 结论与展望 137

6.1 主要结论 137

6.2 展望 139

参考文献 140