加高挡风墙对塔下热回流的影响分析

在来流风速为6m/s条件下，模型风向角β=0°，分别计算不同挡风墙高度下各测点热回流率的大小，得到空冷塔下平均热回流率随挡风墙高度与密度弗劳德数的变化规律，如图4.3所示。

图4.3　密度弗劳德数、塔下平均热回流率与挡风墙高度之间的关系(www.xing528.com)

由图4.3可见，随着风墙高度的增大，空冷塔底部平均热回流率先降低而后又增大，在Hw/DN=1.63（原型高度Hw=14.64m）时平均热回流率最低（为14.9%），比设计高度的平均热回流率减小1.5%。因此，适当加高挡风墙高度有利于降低空冷塔底部的平均热回流率。

但是从基于不同挡风墙高度所对应的密度弗劳德数与塔下平均热回流率之间的关系可以看出，在环境来流速度不变的情况下，随着挡风墙高度的增加，表示热浮力效应的密度弗劳德数逐渐降低。如果要保持热浮力效应不变，必须增加模型风机的转速来提高风机的流量，以抵消由于挡风墙高度的增加而导致的热浮力效应的减少；然而试验过程中，风机转速（流量）没有增加，这就导致在相同的条件下热浮力效应地减少，同时风洞最小稳定速度比按照实验相似理论中的风速比相似所选择的速度大，因此自然来流对上升的热气流压制明显，不利于热气流向下游扩散。

从散热器出口排出的热气流在上升过程中，除受到热浮力作用外，还受到水平（或者向下）的惯性力作用，当挡风墙高度低于Hwm时，随着挡风墙高度的增加，热浮力效应虽然减少，但此时的热浮力尚能克服向下惯性力的作用，因此塔下平均回流率呈现随着挡风墙高度增加而逐渐降低的趋势；而当挡风墙高度高于Hwm时，随着挡风墙高度的进一步增加，热浮力效应进一步减弱，此时热浮力已不能克服自然来流惯性力的作用，自然来流明显压制上升的热气流向上运动，阻碍热气流向下游的扩散，当来流速度大到一定程度时，上升的热气流直接经翅片管束重新回到空冷塔的底部，造成风机入口温度升高，使得热回流增加。