热回流受环境风影响的原因及优化措施

空冷散热器的散热效果受环境风影响的原因是：当风机鼓入的冷空气通过强迫对流换热吸收翅片管束的热量后形成热气流，在无风情况下，热气流在热浮力作用下竖直上升，其外型呈现羽流状态；在塔下风机的抽吸作用下，塔下形成低压区，周围的空气会向低压区运动，少量上升的热气流从平台顶部被卷吸到塔底；但当来风风速超过3m/s吹过冷却塔时，上升的热空气会受到横向风的影响而变得“弯曲”，同时由于空气在塔顶的边缘发生了分离，会在塔的背风面形成巨大的漩涡结构（直接空冷系统锅炉房与汽机房距离较近，在炉后和空冷塔下游均会形成巨大的漩涡结构），流动十分复杂，此时热气流除受热浮力外，还受尾流产生的惯性力的作用；在漩涡结构的边缘，强烈的紊动剪切和混合作用（直接空冷系统还有边缘风机的抽吸作用）使得从空冷凝汽器排出的热气流重新回到冷却塔下的进风口，造成风机入口温度上升，形成热风回流。对于直接空冷系统来说，位于汽机房和空冷塔之间的蒸汽分配管向外散热后被风机吸入，也会使风机入口温度升高。

热回流产生的多少决定于热浮力（可以用蒸汽分配管出口速度近似表达热浮力的作用）与来流惯性力（可以用环境来流风速近似表达来流惯性力的作用）的相对大小。当来流惯性力大于热浮力的情况下，上升的热羽流将变得更加弯曲，甚至低于空冷平台，在下游漩涡结构和风机的抽吸作用下，更多的热羽流被卷吸到空冷塔底部，形成热回流。

图2.1给出了直接空冷系统塔下热回流的产生示意图，从图2.1可以看出，环境风在锅炉房顶部发生分离，在锅炉房的背风面产生一个漩涡结构，因而，靠近汽机房侧的部分热气流在漩涡结构的作用下被卷吸进漩涡结构中，同时在空冷平台靠近汽机房的边缘风机抽吸作用下，使得上升的热气流重新回到空冷平台底部；在远离汽机房的空冷平台下游，气流在挡风墙边缘发生分离，在塔后形成巨大的漩涡结构，在漩涡结构的边缘，强烈的紊动剪切和混合，使得空冷散热器上方排出的热回流重新回到空冷塔下，被风机吸入，形成热回流。(www.xing528.com)

图2.1　直接空冷系统回流产生示意图

由此可见，漩涡结构的形成是热回流产生的一个重要原因，漩涡结构的大小和强度与来流的速度大小和方向有关；而且还与空冷平台的几何尺寸有关。