冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]本部分提供與本公開相關(guān)的【背景技術(shù)】信息，其未必是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]冷卻塔是火、核電廠冷卻水二次循環(huán)系統(tǒng)的重要冷卻設(shè)備，其冷卻性能影響電廠運行效率和安全。冷卻塔的冷卻性能主要依賴冷卻塔的阻力。針對自然通風逆流濕式冷卻塔中，其阻力包括雨區(qū)阻力、填料阻力、進風口拐彎阻力、人字柱阻力和支柱阻力等，而雨區(qū)的阻力占整塔的阻力50%以上，所以準確預測雨區(qū)阻力是優(yōu)化設(shè)計自然通風濕式冷卻塔的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。由于雨區(qū)阻力研宄涉及到雨滴和氣體之間的兩相流問題，而水滴無法按照模型比例縮小，所以按比尺縮小的物理模型試驗不適用于雨區(qū)阻力特性研宄，目前通常采用數(shù)值模擬的方法，分析冷卻塔雨區(qū)阻力特性，但是數(shù)值模型中需要輸入雨滴阻力當量直徑，雨滴阻力當量直徑通常由試驗測試獲取。
[0004]現(xiàn)有研宄成果表明，雨滴阻力當量直徑是一個變量，但不同的試驗方法和試驗過程給出的試驗結(jié)果也不同，導致這一結(jié)果的根本原因是:試驗給出的雨滴當量直徑的值僅是具體試驗過程中整個雨區(qū)內(nèi)所有雨滴的阻力當量直徑平均值。但是雨滴在下降過程中，雨滴外形不斷變化，雨滴對空氣的阻力也相應(yīng)變化，因此隨雨區(qū)高度增大雨滴阻力的邊際效益也不斷變化，最后表現(xiàn)為雨區(qū)雨滴當量直徑平均值受冷卻塔雨區(qū)高度的影響。為此，研宄者將各自研宄成果的應(yīng)用范圍限定在特定冷卻塔的雨區(qū)阻力特性分析中，但如果利用這些研宄成果分析超大型冷卻塔雨區(qū)阻力特性，將導致分析結(jié)果存在較大的不確定性，且沒有嚴謹?shù)目茖W依據(jù)。
[0005]在現(xiàn)有的冷卻塔雨區(qū)阻力特性研宄中，當不考慮自然風的影響時，冷卻塔雨區(qū)內(nèi)流場可近似認為是軸對稱，因此可以切出一個片狀區(qū)域為研宄對象。切片為矩形，其寬度為雨區(qū)半徑，約在50m?80m，其高度為雨區(qū)高度，約在6m?16m。根據(jù)這一假定，設(shè)計了一種冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置及方法。然而，該裝置在高度上與真實冷卻塔接近，但是其寬度范圍通常在2m-8m，遠小于真實情況。這存在如下缺點:
[0006](I)雨區(qū)高度較大時，雨滴在下落過程中在風的作用下，發(fā)生明顯的水平偏移，導致在進風口下部區(qū)域沒有雨區(qū)，而且這個區(qū)域占整個試驗雨區(qū)的1/5?1/2;而真實條件下，盡管在進風口處雨滴發(fā)生3-5m的偏移，但是遠小于雨區(qū)半徑，進風口附近無雨區(qū)區(qū)域占整個雨區(qū)區(qū)域小于1/15?1/40。所以采用該裝置后水平偏移使得試驗結(jié)果的精度較低。
[0007](2)雨區(qū)高度較大時，在雨滴阻力的作用下，風不會水平穿過雨區(qū)，而是在雨區(qū)產(chǎn)生渦流，這與試驗的假定條件不一致。
[0008](3)雨區(qū)高度較大時，雨區(qū)流場為非定常，測試位置的風速和壓力一直在變化中，導致后期試驗數(shù)據(jù)處理存在較大的不確定性，增大了數(shù)據(jù)處理難度，降低了試驗的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明將冷卻塔雨區(qū)分割成無數(shù)個小的單元體，在每個單元體內(nèi)雨滴阻力當量直徑僅與雨滴的狀態(tài)(雨滴的形狀、雨滴的速度、雨滴個數(shù))和斷面風速度等參數(shù)相關(guān)，與冷卻塔的淋水高度和淋水面積等參數(shù)無關(guān)。假如以雨區(qū)內(nèi)的單元體為研宄對象，研宄空氣通過單元體時雨滴阻力特性，建立單元體內(nèi)雨滴阻力當量直徑的預測方法，則該預測方法不受雨區(qū)高度和淋水密度的限制，能夠應(yīng)用于包括超大型冷卻塔在內(nèi)的所有冷卻塔雨區(qū)阻力特性分析。本發(fā)明通過提供一種冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置而實現(xiàn)，
[0010]根據(jù)本發(fā)明一實施例的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置包括雨滴產(chǎn)生區(qū)域和位于所述雨滴產(chǎn)生區(qū)域下方的雨區(qū)模擬區(qū)域，所述雨區(qū)模擬區(qū)域在雨區(qū)產(chǎn)生預定速度的均勻的風，并且所述雨滴產(chǎn)生區(qū)域不受所述風的影響。
[0011]本部分提供本公開的大致總結(jié)，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0012]更多適用性領(lǐng)域?qū)谋疚奶峁┑拿枋鲋凶兊妹黠@。在該
【發(fā)明內(nèi)容】
中的描述和具體示例僅為了說明的目的而并非意欲限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0013]本文描述的附圖僅用于所選實施例而非所有可能實施方式的例示目的，并非意欲限制本公開的范圍。
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置的豎向剖面示意圖；
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明的配水管的示意圖；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明的配水槽底板與隔離板的水平剖面示意圖；
[0017]圖4a為根據(jù)本發(fā)明的隔離板的示意圖；
[0018]圖4b為根據(jù)本發(fā)明的沿圖4a的線A-A截取的隔離板的剖視圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明的隔離板與橫梁的豎向剖面圖；
[0020]圖6為根據(jù)本發(fā)明的集水池頂蓋的示意圖；
[0021]圖7為根據(jù)本發(fā)明的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗方法的流程圖；和
[0022]圖8為根據(jù)本發(fā)明的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗方法的具體操作步驟。
[0023]相應(yīng)的附圖標記在附圖的數(shù)個視圖中始終指示相應(yīng)的部件。
【具體實施方式】
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置的豎向剖面示意圖。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的冷卻塔雨區(qū)阻力特性試驗裝置10包括雨滴產(chǎn)生區(qū)域100、雨區(qū)模擬區(qū)域200、集水池300、循環(huán)水系統(tǒng)400、補水系統(tǒng)500和支撐框架600等組成。雨區(qū)模擬區(qū)域200位于雨滴產(chǎn)生區(qū)域100下方，雨滴產(chǎn)生區(qū)域100用于產(chǎn)生預定速度的雨滴D，雨區(qū)模擬區(qū)域200在雨區(qū)210產(chǎn)生預定速度的均勻的風，并且雨滴產(chǎn)生區(qū)域100不受該風的影響。
[0025]圖2為配水管110的示意圖；圖3為配水槽底板與隔離板的水平剖面示意圖；圖4&為隔離板的示意圖；圖仙為沿圖4a的線A-A截取的隔離板的剖視圖；圖5為隔離板與橫梁的豎向剖面圖。雨滴產(chǎn)生區(qū)域100包括配水管110、配水槽底板120、隔離板130和支撐梁140。配水管110中設(shè)置有等距隔開的多個噴頭111，以使得水能均勻噴灑到配水區(qū)域。配水管110中安裝多個控制閥門112，方便控制噴頭111的開啟和關(guān)閉，以調(diào)整雨區(qū)模擬區(qū)域200的寬度。噴頭111和控制閥門112的數(shù)量可根據(jù)實際要求進行設(shè)置。多個隔離板130沿豎向布置，雨滴產(chǎn)生區(qū)域100被隔離板分割成若干塊。每個隔離板130中設(shè)置有等距隔開的支撐孔131，多個支撐梁140中的每個的端部被插入到相鄰的隔離板130中，配水槽底板120擱置在支撐梁140上以由其支撐。配水槽底板120由厚度約Icm的有機玻璃板制作而成，板上均勻分布許多個漏水孔121，漏水孔121為直徑相同的圓孔。為了改變雨滴的形狀，可以通過變化漏水孔121的直徑制作不同規(guī)格的配水槽底板，漏水孔121的直徑可為1mm、
1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm.3.5mm.4.0mm.4.5mm、5.0mm.5.5mm 和 6.0mnin 配水槽底板 120中的一個或多個也可以是無漏水孔的有機玻璃板，以調(diào)整雨區(qū)模擬區(qū)域200的長度。也可以用冷卻塔的真實填料代替配水槽底板，以更真實模擬冷卻塔內(nèi)雨滴下落環(huán)境。配水槽底板120可以被設(shè)置為可沿豎直方向能移動以調(diào)節(jié)其高度，使得最終到達雨區(qū)模擬區(qū)域200的雨滴具有預定速度。在一種實施方式中，通過調(diào)節(jié)多個支撐梁140設(shè)置于隔離板130的支撐孔131中的位置，調(diào)節(jié)配水槽底板120沿豎向的高度。調(diào)節(jié)配水槽底板120沿豎向的高度，以調(diào)節(jié)雨滴的下落高度，從而調(diào)整雨滴的特性(例如，雨滴的速度)。配水槽底板120距離雨區(qū)模擬區(qū)域200的高度范圍為2m?12m。隔離板130可以由鋼化玻璃板制作而成。
[0026]返回參照圖1，位于雨滴產(chǎn)生區(qū)域100下方的雨區(qū)模擬區(qū)域200的高度小于2m，優(yōu)選為Im?2m，遠小于現(xiàn)有技術(shù)提出的測試區(qū)域高度，并且雨區(qū)模擬區(qū)域200的高度且沿水平方向保持不變，這樣有利于形成穩(wěn)定的流場，降低數(shù)據(jù)采集難度，提高的試驗的精度。