Учет влияния направления и скорости ветра при решении прямых и обратных задач тепломассообмена в башенных градирнях
М.Д. Фомичев, В.П. Жуков, С.Д. Горшенин, В.Ф. Очков, Е.В. Барочкин
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 3, сс. 80—85
Скачать PDF
Состояние вопроса. Известны постановка и решение прямой задачи тепломассообмена в башенной градирне с учетом неравномерного распределения по поперечному сечению градирни охлаждаемой воды и охлаждающего воздуха, проанализировано влияние указанной неравномерности на эффективность охлаждения циркуляционной воды. При этом не рассмотрены возможные причины неравномерного распределения воздуха в поперечном сечении градирни. Одной из главных причин неравномерного распределения воздуха по сечению градирни являются скорость и направление ветра. Актуальным и логичным развитием исследований тепломассообмена в башенной градирне является учет и моделирование влияния направления и скорости ветра при постановке прямых и обратных задач тепломассообмена в башенных градирнях систем оборотного охлаждения ТЭЦ и АЭС.
Материалы и методы. Исследование влияния скорости и направления ветра на распределение потоков воздуха в поперечном сечении башенной градирне выполнено с использованием пакета ANSYS Fluent. Тепломассообмен в градирне описывается на основе тепловых и материальных балансов, представленных в виде матричных уравнений. Апробация результатов работы выполнена с использованием эксплуатационных данных по башенной градирне площадью орошения 4000 м2.
Результаты. Получено решение прямой задачи влияния скорости и направления ветра на неравномерность распределения потоков воздуха в поперечном сечении градирни. Показаны причины снижения эффективности охлаждения циркуляционной воды за счет указанной неравномерности. Представлены пути снижения рассматриваемой неравномерности за счет избирательного управления степенью закрытия воздушных окон (фрамуг). Сформулирована обратная задача диагностики состояния градирен.
Выводы. Предложенная методика расчета градирни, включающая оценку неравномерности подачи воздуха и оценку снижения эффективности охлаждения циркуляционной воды за счет указанной неравномерности, позволяет перейти к постановке и решению обратной задачи диагностики технического состояние системы оборотного охлаждения, включающей градирню в качестве основного элемента.
1. Калатузов В.А., Павлов В.А. Расчет ограничений электрической мощности ТЭЦ, связанного с работой систем циркуляционного водоснабжения // Электрические станции. – 1987. – № 4. – С. 18–22.
2. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
3. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. – М.: Энергия, 1977. – 240 с.
4. Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Расчет и нормирование показателей тепловой экономичности оборудования ТЭС. – Иваново, 2015. – 468 с.
5. Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1 / пер. с англ.; под ред. О.Г. Мартыненко и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 560 с.
6. Моделирование и расчет процесса тепломассообмена в башенных градирнях систем оборотного охлаждения ТЭС И АЭС / В.П. Жуков, М.Д. Фомичев, В.Н. Виноградов и др. // Вестник ИГЭУ. – 2022. – Вып. 3. – С. 57–63.
7. Фомичев М.Д., Жуков В.П. Расчетный анализ влияния неравномерности распределения теплоносителей по сечению градирни на температуру охлажденной воды // Состояние и перспективы развития электро- и теплотехнологии (ХХII Бенардосовские чтения): материалы Междунар. науч.-техн. конф. – Иваново, 2023. – С. 392–395.
8. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. – М.: Изд-во ЛКИ, 2009. – 480 с.
9. Жуков В.П., Барочкин Е.В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок. – Иваново, 2009. – 176 с.
10. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Высш. шк., 2006. – 575 с.
11. Таха Х. Введение в исследование операций. – М.: Вильямс, 2005. – 901 с.