自然通风湿式冷却塔内三维流动-传热耦合计算

wandawei-112

    冷却塔内部流动是包含传热、传质、蒸发等复杂过程的三维多相湍流流动，建立以冷却塔轴为Z轴、垂直于地面向上为正方向的直角座标系(x,y,z)，假定冷却塔在稳定运行状态下塔内流动为定常流动，忽略因压力引起的气体的压缩性，但必须考虑由于湿空气的温度和湿度的改变而引起的湿空气密度的变化，采用标准湍流模型。塔内流场的基本控制方程为不可压牛顿流体雷诺时均的N-S方程以及标准
湍流模型。

模型如下:




轴向速度矢量图：




速度云图：



雨区速度分布图：



填料区速度分布图：



输入参数
1. 塔型参数：
l 双曲线型线数据、进风口标高、喷嘴底标高、填料层底标高
l 填料层厚度分布
l 收水器底标高
l 人字柱及导流檐尺寸
（注：标高以地面±0.00为基准。喷淋区高度＝喷嘴底标高－填料层底标高＋填料层厚度）
2. 环境物性参数：
l 进口大气压，进口干球温度
l 进口湿球温度
l 冷却塔进口水温

注：填料为等高布置，采用DPM模型模拟水滴与空气的换热与传质，雨滴为拉格朗日离散相，空气为欧拉连续相。填料层采用添加阻力源项实现，填料区、雨区和喷淋区添加不同的传质和换热源项，相关系数为实验经验值。

jojo66jack

做的很好啊，你的这个模型，如果方便的话，能否共享一下你的CASE，学习一下~

wandawei-112

遇到什么问题可以提出来，我们一起讨论啊，做的东西是单位的项目，不好意思了……

qomolangma888

这样的模型为什么不做一个2D的半截面计算模型呢？

cupid_venus

请教一下，你冷却塔边上类似圆环型的是什么东西？

wandawei-112

冷却塔边上类似圆环型的面，那个是进口的延伸面啊，空气从外面的圆环进去，做成2-d的话，雨区的雨滴就没有偏移了，这个是因为塔内下落的雨滴一直受空气向上的抽力和浮力作用，是有偏移的啊！同时因为塔的尺寸较大（h>160m），所以没有做成相关文献里那种完全一个圆柱包络面，网格数太大了。另外做成三维的目的，是为了以后研究侧风和导风墙、人支柱等影响作准备。

hjli6

你有温度分布图吗, 想知到你是如何考虑相变这块的, 水中的绝大部分热量是由蒸发相变带走的.

cupid_venus

6# wandawei-112
探讨一下，圆环面作为空气的入口似乎还要加大一些才好，另外冷却塔下部与圆环面处为何要留一个缝呢？

wandawei-112

回8#楼上的，我也对这个有点迟疑，感觉那个圆环面应该取更大的面积，因为现在进口有小的回流。请问版内有没有做过冷却塔的相关研究，这个回流是不是不应该有，进口大概设置是进风口高的多少倍且离进风口多远的时候对计算域的影响可忽略。“冷却塔下部与圆环面处为何要留一个缝”，这纯粹是为了建模方面而做的，要不就是做一个远大于冷却塔的一个大圆柱体啊！

hjli6前辈 ，下面这张是冷却塔内的空气温度分布图。换热是通过气体与水的焓差来反映的（包含水的汽化潜热），同时计算考虑了湿空气饱和和过饱和的状态！

hjli6

9# wandawei-112
谢谢你的图,

lhui828

冷却塔设计群号
群号121732481

zhouck

9# wandawei-112 请问模拟水的汽化过程只用DPM模型就够了么 是不是要写UDF

wgq521

是啊，这种完全对称的规则结构，就应该做成1/4或者一半就好了。

peterwei

请问楼主，贵单位是从事什么业务的？

shmily620

湿空气的温度和湿度的改变而引起的湿空气密度的变化,是通过写UDF程序实现的吗？三相流是哪三项？谢谢！

luxiaof

请问你的k和ε怎么设的？

luxiaof

你的平均流速好像比较大啊
与赵振国《冷却塔》内数值偏大。

guojy

要学习一下，很好！

chenghuojin

可否共享case学习一下楼主，1051116958@qq.com，谢谢

chlorophll

这个模型和计算结果都很漂亮，