石家莊風(fēng)機模型

    他們 [15] 還通過實驗測試， 研究了空冷換熱器幾何結(jié)構(gòu)對進口流動損失的影響，提出了計算換熱器進口流動損失的經(jīng)驗公式。 楊立軍 [16] 等提出了石家莊風(fēng)機群集群效應(yīng)，初步解釋了空冷系統(tǒng)傳熱面積隨機組容量非線性放大效應(yīng)，提出了集群因子的概念，并且 [17]運用商用軟件 Fluent 模擬了 2  MW 典型直接空冷電站的石家莊風(fēng)機群集群效應(yīng)，得到了無風(fēng)和不同風(fēng)速、風(fēng)向條件，每臺石家莊風(fēng)機流量的分布特性以及石家莊風(fēng)機群的總流量變化規(guī)律。Wang 等 [18] 通過 CFD 模擬，考察了空冷電站冷卻空氣流場和溫度場，發(fā)現(xiàn)由于風(fēng)效應(yīng)和石家莊風(fēng)機進口抽吸影響，熱風(fēng)回流始終存在，提出了在空冷平臺上部或下部安裝側(cè)板以削弱熱風(fēng)回流現(xiàn)象。 周文平和唐勝利 [19] 通過對空冷石家莊風(fēng)機和空冷管束進行耦合計算，得到了不同石家莊風(fēng)機轉(zhuǎn)速下空冷單元內(nèi)部的速度、溫度和壓力分布。賈寶榮 [20]通過數(shù)值模擬研究了空冷單元內(nèi)部的空氣流動特性，為空冷單元添加了導(dǎo)流裝置，改善了空冷單元的傳熱狀況。 杜小澤等 [21] 對于空冷單元模型實驗臺進行了實驗研究，得到了凝汽器翅片側(cè)努塞爾數(shù)隨空氣流動雷諾數(shù)的變化曲線。 張凱峰等 [22] 通過數(shù)值模擬得到了不同空冷凝汽器迎面風(fēng)速條件下冷卻空氣的流場和溫度場，計算獲得了空冷凝汽器空氣平均對流換熱系數(shù)和摩擦系數(shù)隨翅片間距和高度的變化規(guī)律。
上述研究皆表明，軸流石家莊風(fēng)機性能好壞與進口流動特性聯(lián)系緊密。但是已有工作對石家莊風(fēng)機進口流動與多臺石家莊風(fēng)機集群運行時的進口流動特性認識不足，并且大多集中于 CFD 模擬，空冷石家莊風(fēng)機空氣流動特性的實驗研究較少。本文用值模擬和模型實驗 2 個方法相結(jié)合，闡述石家莊風(fēng)機進口空氣流動特性對集群運行的影響，為進一步深入探討石家莊風(fēng)機集群效應(yīng)提供參考。
1 實驗平臺
本文實驗數(shù)據(jù)均在華北電力大學(xué)直接空冷石家莊風(fēng)機群集群效應(yīng)實驗臺上測定，本實驗臺針對國內(nèi)已投入運行的某 300 ? MW 直接空冷機組，以10 的比例設(shè)計凝汽器單元模型，如圖 1 所示。空冷島實驗臺由 30 臺相同的軸流石家莊風(fēng)機組成， 石家莊風(fēng)機參數(shù)如表 1所示。

2 計算模型
本文采用石家莊風(fēng)機模型均為實際石家莊風(fēng)機模型，如圖 3所示。在對空氣流動過程建立數(shù)學(xué)模型時本文作了如下簡化假設(shè)：
1）計算域中的流動是穩(wěn)態(tài)的，因此不考慮控制微分方程中的時間項；
2）流動過程中空氣的密度變化不考慮，認為是不可壓縮氣體；
3）流體在固體壁面上沒有滑移。采用基于有限容積的大型商用軟件求解器Fluent，選用帶渦流的 RNG k- ? ?模型描述空氣紊流流動過程，壓力–速度的耦合處理采用 SIMPLE
算法。邊界條件設(shè)置。所繪制網(wǎng)格以實驗臺石家莊風(fēng)機所處空間為原型，阻力系統(tǒng)設(shè)置為多孔介質(zhì)模型，四周設(shè)置為壁面。為了減少網(wǎng)格數(shù)量，主蒸汽管用一個平面代替。圖 4、5 分別給出了單臺和 2 臺石家莊風(fēng)機邊界條件設(shè)置。由于使用的是實際石家莊風(fēng)機模型，網(wǎng)格數(shù)量過多，受限于計
算機硬件，只能勉強計算 2 臺石家莊風(fēng)機，所以設(shè)置了一個對稱邊界條件。