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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