項(xiàng)目組主要針對(duì)適用于內(nèi)陸核電重要廠用水系統(tǒng)的鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。在對(duì)鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)、工作原理等進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，建立了塔內(nèi)外氣流運(yùn)動(dòng)的數(shù)值計(jì)算模型，利用Fluent軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)k一e兩方程湍流模型，對(duì)冷卻塔周圍及塔內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)在不同塔型條件及水泵不同填料阻力系數(shù)下進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，得到了冷卻塔內(nèi)速度場及壓力場分布圖。并計(jì)算分析了風(fēng)機(jī)進(jìn)口段、冷卻塔進(jìn)風(fēng)段、填料、出口收縮段、水泵出口等區(qū)域的阻力系數(shù)以及填料上、下斷面風(fēng)速分布均勻性隨出口收縮段高度位置、出口收縮角的大小、填料底高度及填料阻力的變化規(guī)律。廣一水泵廠得出主要結(jié)論如下：

1、水泵出口收縮段高度位置影響冷卻塔出口收縮段的阻力進(jìn)而影響冷卻塔總阻力，隨位置增高阻力減小并逐漸趨于穩(wěn)定；它不影響填料下斷面風(fēng)速分布均勻性，但影響填料上斷面風(fēng)速分布的均勻性，位置越高風(fēng)速分布越均勻。綜合考慮，當(dāng)相對(duì)高度HC/HCO在0.96-1.05之間，約在收水器上1.60m-2.90m，即能保證塔內(nèi)阻力系數(shù)較小又能保證填料斷面風(fēng)速分布較為均勻，水泵動(dòng)力塔型達(dá)到最優(yōu)。

2、出口收縮角大小影響冷卻塔出口收縮段的阻力進(jìn)而影響冷卻塔總阻力，收縮角越大阻力越小，但填料上風(fēng)速分布均勻性越差，而填料下風(fēng)速分布均勻性不受收縮角大小的影響。綜合考慮，當(dāng)相對(duì)收縮角HCO/HGO在0.93-1.05之間時(shí)，出口收縮角a約在24°-32°時(shí)，即能保證塔內(nèi)阻力系數(shù)較小又能保證填料斷面分布相對(duì)均勻，廣一離心泵動(dòng)力特性達(dá)到最優(yōu)。

3、填料底高度不影響冷卻塔的阻力及填料上風(fēng)速分布的均勻性，但影響填料下風(fēng)速分布均勻性，填料底位置越高離進(jìn)風(fēng)口上沿越遠(yuǎn)風(fēng)速分布均勻性越好，但同時(shí)水泵揚(yáng)程也就越高。綜合考慮，認(rèn)為填料底高度距進(jìn)風(fēng)口上沿約1.50m比較合適。

4、不同填料阻力系數(shù)對(duì)冷卻塔的阻力及均勻性的影響規(guī)律一致，但是填料阻力系數(shù)越小，風(fēng)速分布均勻性越差。

5、最后，總結(jié)給出了鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔各區(qū)域的阻力系數(shù)計(jì)算公式：可知水泵進(jìn)口段阻力主要為幾何阻力，約為2.10，其中風(fēng)筒進(jìn)口氣流轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)比直角進(jìn)口的阻力系數(shù)小約0.17-0.28；冷卻塔進(jìn)風(fēng)段阻力系數(shù)與填料阻力系數(shù)呈線性關(guān)系，且比規(guī)范中所給公式計(jì)算結(jié)果更安全可靠；淋水填料阻力、淋水阻力、配水系統(tǒng)、收水器阻力的計(jì)算可參考目前抽風(fēng)式冷卻塔相應(yīng)部分的計(jì)算方法來計(jì)算；出口收縮段的阻力系數(shù)與填料阻力系數(shù)、收縮角的大小等因素有關(guān)；冷卻塔出口阻力損失要比出口動(dòng)能大，計(jì)算出口阻力時(shí)應(yīng)乘以一個(gè)修正系數(shù)，但是該修正系數(shù)與出口風(fēng)速分布的均勻性有關(guān)。

廣一水泵廠研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要包括：

1、項(xiàng)目組首次采用流體軟件Fluent對(duì)冷卻塔的空氣動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，獲取各部件的阻力系數(shù)，結(jié)果與模型試驗(yàn)吻合良好；

2、首次系統(tǒng)研究了鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的空氣動(dòng)力特性，并得到了各區(qū)域阻力系數(shù)的計(jì)算公式，為核電工程鼓風(fēng)式冷卻塔的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了依據(jù)。

項(xiàng)目組對(duì)鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的空氣動(dòng)力特性做了較為細(xì)致深入的研究，但仍有一些問題需要進(jìn)一步探討：

1、由于時(shí)間的限制，項(xiàng)目組只對(duì)冷卻塔出口收縮段高度位置、出口收縮角大小及填料底高度對(duì)冷卻塔空氣動(dòng)力特性的影響做了研究，并沒有對(duì)廣一化工泵的位置、進(jìn)風(fēng)口的形狀等其它的塔型參數(shù)進(jìn)行研究，以后的研究可在項(xiàng)目組研究的基礎(chǔ)上對(duì)這些塔型參數(shù)進(jìn)行細(xì)化研究。

2、項(xiàng)目組雖然對(duì)某抽風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的流態(tài)及阻力系數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了計(jì)算模型與方法的正確性，但并沒有與鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔進(jìn)行驗(yàn)證，將來如果有條件的話可進(jìn)一步與模型試驗(yàn)結(jié)果及實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

3、項(xiàng)目組采用冷態(tài)計(jì)算模型對(duì)鼓風(fēng)式機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的水泵動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，給出了冷卻塔的阻力計(jì)算方法及氣流分布特征，但實(shí)際冷卻塔運(yùn)行過程中雨滴對(duì)氣流的影響并沒有得以考慮，以后的研究應(yīng)將雨滴對(duì)氣流分布及阻力的影響深入下去；另外采用冷態(tài)模型來計(jì)算并沒有考慮空氣密度的變化，若采用熱態(tài)模型進(jìn)行計(jì)算可將空氣密度看作變量來考慮，這樣會(huì)和實(shí)際更接近。

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