代替冷卻塔中風(fēng)扇電動機的新型節(jié)能水輪機開發(fā)研究.pdf

1、隨著能源消耗的持續(xù)增長和不可再生資源的日益枯竭，能源的供需矛盾日趨突出；同時社會生產(chǎn)和人民生活中能源的浪費相當(dāng)嚴(yán)重，對節(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)扇電動機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。通過研究開發(fā)一種新型節(jié)能水輪機，利用循環(huán)冷卻水出口的富余能量推動水輪機轉(zhuǎn)輪，由此帶動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)制冷，可以達到節(jié)能的目的。 本文在參考傳統(tǒng)雙擊式水輪機和混流式水輪機設(shè)計

2、方法和手段的基礎(chǔ)之上，通過參數(shù)的選擇計算，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(簡稱SJN型和HLN型節(jié)能水輪機)。然后利用數(shù)值模擬方法對初步設(shè)計的水輪機進行了性能預(yù)估與參數(shù)優(yōu)化，并對SJN型節(jié)能水輪機最優(yōu)方案的數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比分析，得到以下成果： 1．以傳統(tǒng)雙擊式水輪機過流部件的設(shè)計方法為基礎(chǔ)，在SJN型節(jié)能水輪機設(shè)計中，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>。水輪機性能優(yōu)化比較結(jié)果證明，使用新系數(shù)設(shè)計出的SJN型節(jié)能水輪機效果更佳。 2．選用RNGk-ε湍流模型對SJN型節(jié)能水輪機進行了三維數(shù)值計算。通過數(shù)值模擬方法分析水輪機內(nèi)水流運動規(guī)律，預(yù)估水輪機的性能，并將數(shù)值計算結(jié)果與實驗值進行了對比分析。結(jié)果表明通過數(shù)值模擬與物理實驗兩種方法獲得的SJN型節(jié)能水輪機的性能變化規(guī)律一致，水輪機的最高效率計算值比實驗值約低2％，設(shè)計工況點效率計算值比實驗值約低1.5％。