代替冷卻塔中風扇電動機的新型節(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；同時社會生產和人民生活中能源的浪費相當嚴重，對節(jié)能方式與方法的研究與開發(fā)工作刻不容緩。冷卻塔中風扇電動機的電能消耗十分巨大，而且大多數冷卻塔內循環(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輪，由此帶動風扇旋轉制冷，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計

2、方法和手段的基礎之上，通過參數的選擇計算，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)。然后利用數值模擬方法對初步設計的水輪機進行了性能預估與參數優(yōu)化，并對SJN型節(jié)能水輪機最優(yōu)方案的數值模擬結果與實驗結果進行了對比分析，得到以下成果： 1．以傳統(tǒng)雙擊式水輪機過流部件的設計方法為基礎，在SJN型節(jié)能水輪機設計中，提出了新的噴嘴入口流速系數K<,1>、噴嘴高度系數K<,B>和轉

3、輪線速比系數K<,2>。水輪機性能優(yōu)化比較結果證明，使用新系數設計出的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值計算。通過數值模擬方法分析水輪機內水流運動規(guī)律，預估水輪機的性能，并將數值計算結果與實驗值進行了對比分析。結果表明通過數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％，設計工況點效率計算值比實驗值約低1.5％。