环境风对空冷系统塔下热回流的影响探究

由于空冷凝汽器暴露在空气里，在环境风作用下会产生热回流，并且在炎热的夏季，环境因素（风速、风向、环境温度、湿度）的变化对空冷塔下热回流产生很大的影响，对空冷凝汽器的散热效果影响很大[21-29]，因此，弄清楚大风对空冷塔下热回流的影响规律对于降低热回流、提高空冷凝汽器散热效果具有重要的理论指导意义。

目前，关于大风对空冷凝汽器的影响，人们已经进行了大量的研究[21-29，49-51]，但是关于其机理以及对热回流影响的研究工作较少。

C G Du Toit、D G Kroger[45]采用理论分析和数值模拟了二维机械通风换热器的热回流问题，全面了解机械通风换热器的流场和相关的现象。C G Du Toit、D G Kroger[46]数值模拟了横向风对机械通风换热器塔下热回流以及换热器周围流场的影响，研究结果发现：回流对换热器性能影响很大，而且换热要基于局部流动条件，流场对风机的影响也应该考虑进去。John F Kennedy、Homer Fordyce[47]对机械强迫通风塔下热羽流及其相互作用进行了理论分析和试验研究，他们通过采用量纲分析得出塔下热回流与机械通风塔内各设计参数与运行参数之间的关系，再通过水槽试验，得出塔下热回流率与速度比K和密度弗劳德数FrD的关系。

Hein Goldschagg[49]探讨了风的变化对Matimaba直接空冷凝汽器性能的影响，提出拆除空冷塔与汽机房间的隔板有利于提高空冷凝汽器的性能。A F Du Preez、D G Kroger[50]采用现场测量和数值模拟方法，研究了风对自然机械通风塔性能的影响，研究发现风对空冷塔的作用随着热耗散率的减弱而增强，并且风效应与换热器管束布置有关。K Duvenhage、D G Kroger[51]数值模拟了风对强迫通风换热器风机性能和热回流的影响，研究表明，横向风能够明显地减少上风向风机进口的空气体积流率，当风侧向吹过时能增加换热器边缘的热回流。(www.xing528.com)

D G Kroger[52-54]通过理论分析了热回流对机械通风冷却塔性能的影响。在理论推导的过程中，应用伯努力能量方程建立起热回流率与机械通风塔对应参数的关系，再通过数值模拟验证了理论分析的合理性。A Y Gunter、K V Shipes[55]在研究空冷塔下热回流时，采用烟流试验方法，探讨空冷塔出口热羽流的走向，并给出了正回流和负回流，但是没有说明如何定义热回流。

顾志福、陈学锐等[34-37]在风洞中模拟大气边界层，对直接空冷系统进行模型试验研究，采用与大气密度不同的甲烷气体模拟热空气，通过测量空冷凝汽器出口与风机进口的甲烷浓度来模拟热回流，在改变来流风速和风向条件下，探讨风速和风向对塔下热回流的影响。赵文升、王松龄等[40-41]利用CFD软件，对大型电站空冷系统的流场和温度场进行了数值模拟，定性地分析了热回流发生的原因及对空冷机组的影响。段会申、刘沛清等[42-44]采用FLUENT软件对大同二电厂直接空冷系统进行数值模拟研究，探讨了环境因素对空冷塔周围流场与温度场的关系。