直接空冷系統(tǒng)扁平管翅片結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能分析.pdf

1、蛇形翅片扁平管是電站直接空冷系統(tǒng)的基本散熱元件，研究其結(jié)構(gòu)優(yōu)化和流動(dòng)換熱性能分析，對(duì)于電站空冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與高效運(yùn)行具有重要意義。
　　以直接空冷系統(tǒng)典型的連續(xù)蛇形翅片扁平管束為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究不同的翅片管間距對(duì)翅片間冷卻空氣的的流動(dòng)換熱特性的影響，以及垂直進(jìn)風(fēng)和傾斜進(jìn)風(fēng)工況下，翅片散熱性能的變化。結(jié)果表明，在相同的風(fēng)速下，隨著管間距的減小，翅片的換熱系數(shù)增大，而阻力系數(shù)的變化相對(duì)復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)條件下，管間距為56.8mm時(shí)

2、整體性能較優(yōu)。對(duì)比同一管型在不同工況下的性能可得，垂直進(jìn)風(fēng)工況下，翅片管的換熱性能較優(yōu)，這是由于傾斜進(jìn)風(fēng)時(shí)，迎面空氣流動(dòng)發(fā)生折轉(zhuǎn)，進(jìn)入翅片通道中的空氣流速大大降低造成的。研究結(jié)果為扁平管連續(xù)翅片結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　空冷單元的翅片管進(jìn)口方向與風(fēng)機(jī)引風(fēng)方向存在60°的夾角，致使近似直線上升的冷卻氣流需要經(jīng)過(guò)翅片管流道的折轉(zhuǎn)作用，才能完成對(duì)翅片管束的冷卻，最終流出空冷單元。這種流動(dòng)的折轉(zhuǎn)，對(duì)氣流造成了較大的進(jìn)口阻力損失

3、，因此優(yōu)化翅片管的進(jìn)口結(jié)構(gòu)，對(duì)于優(yōu)化整個(gè)空冷單元的流動(dòng)與換熱的改善，有很重要的作用。對(duì)扁平管蛇形翅片，在保證垂直間距不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)改變翅片與基管的傾斜角度進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，綜合比較分析。結(jié)果表明，將傾斜翅片管束應(yīng)用與空冷單元實(shí)際運(yùn)行時(shí)，傾斜翅片可以有效地改善空冷三角單元整體的流動(dòng)與換熱特性，且20°～40°為最優(yōu)傾角區(qū)間。
　　對(duì)于應(yīng)用于火電機(jī)組直接空冷凝汽器的扁平翅片管，比較分析了多種湍流模型用于性能數(shù)值模擬的可靠性和適用性。通

4、過(guò)與直接大渦模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)選擇k-ω SST模型，能夠較好的反映翅片管在不同進(jìn)風(fēng)條件下的特性。建立扁平翅片管三維流動(dòng)和傳熱物理數(shù)學(xué)模型，針對(duì)實(shí)際運(yùn)行空冷冷凝器翅片管束的傾斜布置以及軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的螺旋冷卻空氣流場(chǎng)，對(duì)不同傾斜角度和垂直進(jìn)風(fēng)的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值模擬分析，獲得不同進(jìn)風(fēng)風(fēng)速、進(jìn)風(fēng)傾斜角度下翅片管空氣側(cè)流動(dòng)和傳熱的特性。引入支持向量機(jī)算法，對(duì)影響翅片管流動(dòng)傳熱性能的多種作用因素進(jìn)行了擬合分析，得出相應(yīng)的擬合向量。