代替冷卻塔中風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的新型節(jié)能水輪機(jī)開發(fā)研究.pdf

1、隨著能源消耗的持續(xù)增長(zhǎng)和不可再生資源的日益枯竭，能源的供需矛盾日趨突出；同時(shí)社會(huì)生產(chǎn)和人民生活中能源的浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重，對(duì)節(jié)能方式與方法的研究與開發(fā)工作刻不容緩。冷卻塔中風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電能消耗十分巨大，而且大多數(shù)冷卻塔內(nèi)循環(huán)冷卻水一般都具有一定的富余能量，通常被白白地浪費(fèi)。通過研究開發(fā)一種新型節(jié)能水輪機(jī)，利用循環(huán)冷卻水出口的富余能量推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，由此帶動(dòng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)制冷，可以達(dá)到節(jié)能的目的。 本文在參考傳統(tǒng)雙擊式水輪機(jī)和混流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)

2、方法和手段的基礎(chǔ)之上，通過參數(shù)的選擇計(jì)算，開發(fā)出了適用于冷卻塔工作環(huán)境的新型雙擊式和新型混流式節(jié)能水輪機(jī)(簡(jiǎn)稱SJN型和HLN型節(jié)能水輪機(jī))。然后利用數(shù)值模擬方法對(duì)初步設(shè)計(jì)的水輪機(jī)進(jìn)行了性能預(yù)估與參數(shù)優(yōu)化，并對(duì)SJN型節(jié)能水輪機(jī)最優(yōu)方案的數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，得到以下成果： 1．以傳統(tǒng)雙擊式水輪機(jī)過流部件的設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，在SJN型節(jié)能水輪機(jī)設(shè)計(jì)中，提出了新的噴嘴入口流速系數(shù)K<,1>、噴嘴高度系數(shù)K<,B>和轉(zhuǎn)

3、輪線速比系數(shù)K<,2>。水輪機(jī)性能優(yōu)化比較結(jié)果證明，使用新系數(shù)設(shè)計(jì)出的SJN型節(jié)能水輪機(jī)效果更佳。 2．選用RNGk-ε湍流模型對(duì)SJN型節(jié)能水輪機(jī)進(jìn)行了三維數(shù)值計(jì)算。通過數(shù)值模擬方法分析水輪機(jī)內(nèi)水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，預(yù)估水輪機(jī)的性能，并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明通過數(shù)值模擬與物理實(shí)驗(yàn)兩種方法獲得的SJN型節(jié)能水輪機(jī)的性能變化規(guī)律一致，水輪機(jī)的最高效率計(jì)算值比實(shí)驗(yàn)值約低2％，設(shè)計(jì)工況點(diǎn)效率計(jì)算值比實(shí)驗(yàn)值約低1.5％。