大直径轴流冷却风机优化

空冷风机的功能是向凝汽器管束输送冷空气，鼓入的冷空气和翅片管束进行热交换；将管内蒸汽的热量带走，从而将翅片管内饱和蒸汽冷却成水。该风机为一种大风量、低压头、小轮毂比，无前后导叶的叶轮型轴流式鼓风风机，其翼型类似于直升飞机的螺旋桨；因此，风机性能的高低直接决定着空冷散热器散热效率的高低。然而可能是由于商业机密的原因，这种大直径轴流风机翼型的选择优化计算及生产工艺等问题很少有相关的文献涉及。

C A Salta、D G Kroger[48]通过试验研究了入流扰动的不均匀分布对强迫通风换热器风机性能的影响，结果发现，不同的风机排数能减少进入空冷换热器模型的空气流量；增加空冷平台到地面之间的距离Hi能够增加进入风机的体积流量；空冷平台边缘风机更容易受到入流形式的影响，而且增加边缘风机平台的走廊宽度能够有效地增加进入风机的体积流量。K Duvenhage、D G Kroger[51]通过试验和数值研究了强迫通风换热器在风机进口流动的不均匀性对风机性能的影响。结果发现，改变风机平台与地面之间的距离能够明显地改变风机进口的空气流量。他们研究了三种不同的风机进口，即不同长度的圆柱形进口，部分圆锥部分圆柱进口和喇叭形进口，结果发现，圆柱形进口、部分圆锥部分圆柱进口都有一个临界的长度，喇叭形进口可以优化风机性能。S J Venter、D G Kroger[58]提出了用于预测空冷换热器出口压力损失和流动阻力关系的试验方法，给出了风机进、出口流动损失与阻碍物距离、阻碍物投影面积和风机面积的关系。S J Venter、D G Kroger[59]通过试验研究了风机叶尖与风筒间的距离对轴流风机性能的影响，研究发现降低风机叶尖与风筒间的距离能够提高风机出口的体积流量。D J Van AARDE、D G Kroger[60]研究了通过A型换热器的流动损失，根据理论分析和试验的方法得出换热器各部分的流动损失系数与设计参数之间的关系。R J Berryman、C M B Russell[61]研究了强迫通风换热器的入流问题。F K Moore、J R Ristorcelli，JR[62]研究了倾斜高通风换热器后的紊流和压力损失问题。

C J Meyer、D G Kroger[63]通过试验研究了强迫通风空冷换热器的不同风机、换热器性能和充气室的几何形状对充气室内流动损失的影响，并且同样研究了空气流的不均匀分布对换热器换热性能的影响。研究发现，在风机出口和换热器之间有一个最小的距离；换热器的损失系数和它的入流几何形状对充气室内流动损失和换热器出口的流速分布影响很大；其他参数包括风机在风圈内的位置、风机与换热器的面积比和风机特性对充气室的性能影响很小；还进一步发现空气流的不均匀分布对换热器的热性能只有少许的影响。C J Meyer、D G Kroger[64]数值研究了强迫通风换热器的风机性能对充气室内空气动力学行为的影响问题。研究发现风机叶片安装角和风机运行时的体积流量的变化都会影响充气室内空气动力学行为，并且进一步发现室内最大可能回收的动能不在风机静压效率的最高点上。G D Thiart、T W von Backstrom[65]数值研究了在不均匀入流条件下轴流风机的流场，并通过了试验验证，结果发现数值计算结果与模型试验结果吻合较好。K Duenhage、J A Vermeulem、C J Meyer、D G Kroger[66]研究了强迫机械通风空冷换热器下风机进口的入流扰动。J R Bredell、D G Kroger、G D Thiart[67]采用商用软件FLUENT数值研究了强迫通风空冷凝汽器中风机的性能。结果发现由于结构、风以及其他风机的因素等导致风机入口扰动，进而降低风机的体积效率和叶片振动等性能；并且发现增加空冷平台高度能够增加进入风机的风体积流量，增加走廊宽度能够明显增加进入平台边缘风机的风体积流量。(www.xing528.com)

文献[68]～[70]对直接空冷电厂大直径轴流冷却风机的现状与性能进行了论述，刘春东、高向忠等[71]对大型直接空冷电站风机整机性能模拟试验，D G Kroger[72]也对直接空冷风机性能进行了数值研究，文献[73]、[74]也对空冷风机的噪声问题进行了分析。

从上面的研究成果可以看出，现有对风机的研究成果主要基于单独的风机性能的研究，风机流量与空冷系统塔下热回流之间的关系却很少涉及。