专利名称：基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法
技术领域：
本申请涉及冷却塔技术领域，特别是涉及基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法。
背景技术：
高位集水冷却塔是一种新型节能冷却塔，与常规冷却塔的主要区别在于高位集水冷却塔在淋水填料下部，即在原有淋水雨区，在较高位置处采用集水装置将淋下的水截留并导出。冷却塔的阻力计算方法是冷却塔热力计算的核心之一，冷却塔的阻力特性主要是指整塔及各结构阻力及其变化特征。由于高位集水冷却塔在进风口高度以及集水装置布置上与常规塔有明显差别，因此相应的结构阻力特性也将有所差别。
冷却塔进风口高度是影响冷却塔整塔阻力特性的一个重要方面。对于常规冷却塔，进风口高度的增加意味着水泵扬程的增加，使工程运行成本大为增加。而对于高位集水冷却塔，由于受水泵扬程的影响很小，因此高位集水冷却塔进风口高度可以适当增加，这有利于降低进风口区域阻力，提高通风量，从而提高冷却塔热力特性。但进风口高度增加也意味着建设成本的增加，因此进风口高度不能无限度的增加。建造高位集水冷却塔需要先计算出高位集水冷却塔阻力，高位集水冷却塔阻力包括进风口区域阻力，由于高位集水冷却塔的进风口高度相对于常规冷却塔的进风口高度有所增加，所以计算常规冷却塔进风口区域阻力的方法不适用于高位集水冷却塔。这就需要提出一种新的方法计算高位集水冷却塔的进风口区域阻力，并建造高位集水冷却塔。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法，以解决现有技术中由于计算常规冷却塔进风口区域阻力的方法不适用于高位集水冷却塔，无法得到高位集水冷却塔阻力，而且不能建造高位集水冷却塔的问题。为了解决上述问题，本申请公开了基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置，包括物理模型建造模块，用于建立高位集水冷却塔的物理模型；淋水面积与塔壳底面积之比确定模块，用于测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；试验常数确定模块，用于根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；填料阻力系数确定模块，用于通过实验确定填料阻力系数；进风口区域阻力计算模块，用于根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；高位集水冷却塔阻力计算模块，用于结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力。
优选的，所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区。优选的，所述试验常数确定模块，包括试验建立子模块，用于基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验；试验常数确定子模块，用于通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。优选的，所述进风口区域阻力计算公式为ζ=α ε^β ε b+c+ ζ填；式中，ζ为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c为试验常数，-10≤α ≤10,-10≤β≤10，_5≤a≤5，_5≤b≤5，-15≤c ≤15。优选的，包括进风口区域阻力计算公式确定模块，用于根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。本申请还公开了基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法，包括建立高位集水冷却塔的物理模型；测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；通过实验确定填料阻力系数；根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；根据所述高位集水冷却塔阻力，通过冷却塔阻力抽力平衡计算，对高位集水冷却塔中的填料区、人字柱或一字柱、梁柱支撑系统、配水系统、收水器、集水装置、塔出口和进风口的结构尺寸进行修正；根据修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔。优选的，所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区。优选的，所述根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数，包括基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验；通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。优选的，所述进风口区域阻力计算公式为ζ=α ε^β ε b+c+ ζ填；式中，ζ为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c为试验常数，-10≤α ≤10,-10≤β≤10，_5≤a≤5，_5≤b≤5，-15≤c ≤15。优选的，得到所述进风口区域阻力计算公式，包括根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。与现有技术相比，本申请包括以下优点本申请提出基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法，根据高位集水冷却塔的特性，通过建立物理模型试验和数值模型试验，提出适用于高位集水冷却塔的进风口区域阻力计算公式；根据所述进风口区域阻力计算公式计算得到进风口区域阻力，结合其他结构阻力得到整个高位集水冷却塔的阻力，再根据高位集水冷却塔阻力修正其他结构尺寸，按照修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔，出现了高位集水冷却塔的阻力计算装置和建造方法。
图I是本申请实施例一所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置结构图； 图2是本申请实施例二所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置结构图；图3是本申请实施例三所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法流程图；图4是本申请实施例四所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法流程图。
具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。本申请提出基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法，由于高位集水冷却塔的部分结构区别于常规冷却塔，所以计算常规冷却塔阻力的方法不适用于高位集水冷却塔；无法计算出高位集水冷却塔的阻力，就不能进行结构尺寸修正和建造。下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本申请提出的基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法。实施例一，详细介绍本申请所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置。参照图1，示出了本申请实施例一所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置结构图。所述装置包括物理模型建造模块11，淋水面积与塔壳底面积之比确定模块12，试验常数确定模块13，填料阻力系数确定模块14，进风口区域阻力计算模块15，以及，高位集水冷却塔阻力计算模块16。下面分别详细介绍各模块的功能以及模块之间的关系。物理模型建造模块11，用于建立高位集水冷却塔的物理模型；所述物理模型建造模块11根据高位集水冷却塔的各结构尺寸参数以及建造工艺等条件，建立高位集水冷却塔的物理模型。所述物理模型要确保与高位集水冷却塔原型几何相似，并在满足几何相似的基础上重点考虑气流运动相似。淋水面积与塔壳底面积之比确定模块12，用于测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块12测量所述物理模型建造模块11建立的物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比。试验常数确定模块13，用于根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；所述试验常数确定模块13根据所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块12确定的淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数。填料阻力系数确定模块14，用于通过实验确定填料阻力系数；所述填料阻力系数确定模块14通过确定填料的种类、填料区的尺寸结构等与所 述填料阻力系数有关的因素，再结合查询和测量相关的数据，计算得出填料阻力系数。进风口区域阻力计算模块15，用于根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；所述进风口区域阻力计算模块15利用所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块12计算得到淋水面积与塔壳底面积之比，所述试验常数确定模块13确定的试验常数，和所述填料阻力系数确定模块14通过实验确定的填料阻力系数，结合进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力。高位集水冷却塔阻力计算模块16，用于结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；所述高位集水冷却塔阻力计算模块16结合所述进风口区域阻力计算模块15计算得到的高位集水冷却塔进风口区域阻力，以及高位集水冷却塔的其他阻力，包括梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力和塔出口阻力，计算得到高位集水冷却塔阻力。综上所述，本申请实施例一提出的基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置，与现有技术相比，具有以下优点本申请实施例一提出基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置，根据高位集水冷却塔的特性，通过建立物理模型试验和数值模型试验，提出适用于高位集水冷却塔的进风口区域阻力计算公式；根据所述进风口区域阻力计算公式计算得到进风口区域阻力，结合其他结构阻力得到整个高位集水冷却塔的阻力，再根据高位集水冷却塔阻力平衡进行冷却塔结构尺寸修正，按照修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔，出现了高位集水冷却塔的阻力计算装置。实施例二，详细介绍本申请所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置。参照图2，示出了本申请实施例二所述基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置结构图。所述装置包括物理模型建造模块21，淋水面积与塔壳底面积之比确定模块22，试验常数确定模块23，填料阻力系数确定模块24，进风口区域阻力计算公式确定模块25，进风口区域阻力计算模块26，以及，高位集水冷却塔阻力计算模块27。其中，所述试验常数确定模块23，包括试验建立子模块231，以及，试验常数确定子模块232。下面分别详细介绍各模块的功能以及模块之间的关系。
物理模型建造模块21，用于建立高位集水冷却塔的物理模型；所述物理模型建造模块21根据高位集水冷却塔的各结构尺寸参数以及建造工艺等条件，建立高位集水冷却塔的物理模型。所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型与高位集水冷却塔原型几何相似包括塔体形状、各主要结构部分的尺寸相似。所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区是满足物理模型的气流运动与高位集水冷却塔原型的气流运动相似的要求。淋水面积与塔壳底面积之比确定模块22，用于测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块22根据在所述物理模型建造模块21建立的物理模型中测量得到的淋水面积和塔壳底面积，计算得到所述淋水面积与所述塔壳底面积之比。试验常数确定模块23，用于根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；所述试验常数确定模块23根据所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块22计算得到的淋水面积与塔壳底面积之比，通过进行相关试验，确定与所述淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。所述试验常数确定模块23，包括 试验建立子模块231，用于基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验;所述试验建立子模块231基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验。所述试验建立子模块231在所述物理模型试验过程中，在淋水面积在10000-30000m2，断面风速在O. 6-3. Om/s，淋水密度9_19m3/h *m2的条件下，共考察了 9种不同填料在各种工况下对进风口区域阻力变化的影响情况。所述试验建立子模块231在所述数值模型试验过程中，建立超大塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型，对气流运动采用标准k- ε湍流模型，喷淋区和雨区采用离散相模型计算，对填料区建立基于Poppe理论的数值求解模型。试验常数确定子模块232，用于通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数；所述试验常数确定子模块232在物理模型试验和数值模型试验建立的基础上通过模拟分析，将数值模型试验与物理模型试验相结合，可以给出与不同淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。填料阻力系数确定模块24，用于通过实验确定填料阻力系数；所述填料阻力系数确定模块24在进行确定填料阻力系数的实验时，要综合考虑所使用的填料的种类以及填料区的尺寸结构等因素，通过查询和测量相关的数据，计算得出填料阻力系数。进风口区域阻力计算公式确定模块25，用于根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。所述进风口区域阻力计算公式为ζ = α ε a+ β ε b+c+ ζ填；式中，ζ为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c为试验常数，-10彡α ^10,-10^ β彡10，_5彡a彡5，_5彡b彡5，-15彡c ( 15。如由实验确定ζ 填=10. 94，ε =0. 5, α =1. 52，β =2. 02，a=3，b=0. 5，c=5. 21，则ζ =31. 17。进风口区域阻力计算模块26，用于根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；
所述进风口区域阻力计算模块26根据所述进风口区域阻力计算公式确定模块25确定的进风口区域阻力计算公式，以及所述淋水面积与塔壳底面积之比确定模块22确定的淋水面积与塔壳底面积之比，所述试验常数确定模块23确定的试验常数，所述填料阻力系数确定模块24确定的填料阻力，计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力。高位集水冷却塔阻力计算模块27，用于结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；所述高位集水冷却塔阻力计算模块27结合所述进风口区域阻力计算模块26计算得到的进风口区域阻力，以及高位集水冷却塔的其他阻力，包括梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力和塔出口阻力，综合计算得到高位集水冷却塔阻力。实施例三，详细介绍本申请所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法。参照图3，示出了本申请实施例三所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法流程图。步骤31，建立高位集水冷却塔的物理模型；物理模型的建立要确保与高位集水冷却塔原型的几何相似，包括塔体形状、各主要结构部分的尺寸等相似，并在满足几何相似的基础上重点考虑气流运动相似，这样建立起来的物理模型才能更真实反映实际的高位集水冷却塔的情况。步骤32，测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；所述淋水面积为步骤31中建立的物理模型中填料区的底面积；根据测量得到的淋水面积和塔壳底面积，计算得到所述淋水面积与所述塔壳底面积之比。步骤33，根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；根据步骤32中计算得到的淋水面积与塔壳底面积之比，通过进行相关试验，确定与所述淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。步骤34，通过实验确定填料阻力系数；所述填料阻力系数与填料的种类、填料区的尺寸结构等因素有关。在进行确定填料阻力系数的实验时，要综合考虑所使用的填料的种类以及填料区的尺寸结构等因素，通过查询和测量相关的数据，计算得出填料阻力系数。步骤35，根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；将步骤32中确定淋水面积与塔壳底面积之比，步骤34中确定的填料阻力系数和步骤33中确定试验常数，作为进风口区域阻力计算公式的相关变量和常数，通过计算得到进风口区域阻力。步骤36，结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；在步骤35中计算得到进风口区域阻力后，结合高位集水冷却塔的其他阻力，包括梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力和塔出口阻力，综合计算得到高位集水冷却塔阻力。步骤37，根据所述高位集水冷却塔阻力，通过冷却塔阻力抽力平衡计算，对高位集水冷却塔中的填料区、人字柱或一字柱、梁柱支撑系统、配水系统、收水器、集水装置、塔出口和进风口的结构尺寸进行修正； 通过实地测量、分析得到现场气象条件和水文地质条件，再根据步骤36中计算得到的高位集水冷却塔阻力，按照出塔水温要求，针对配水系统进行布置和计算；针对集水装置进行水力计算并设计布置集水槽；进行结构应力和荷载等计算并布置设计，以配合工艺设计要求；对其他各部件的结构尺寸进行修正。步骤38，根据修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔。根据步骤37中修正后的结构尺寸，按照各部件的工艺要求和结构尺寸数据等，完成高位集水冷却塔的整体建造。综上所述，本申请实施例三提出的基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法，与现有技术相比，具有以下优点本申请实施例三提出基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法,根据高位集水冷却塔的特性，通过建立物理模型试验和数值模型试验，提出适用于高位集水冷却塔的进风口区域阻力计算公式；根据所述进风口区域阻力计算公式计算得到进风口区域阻力，结合其他结构阻力得到整个高位集水冷却塔的阻力，再根据高位集水冷却塔阻力修正其他结构尺寸，按照修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔，出现了高位集水冷却塔的建造方法。实施例四，详细介绍本申请所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法。参照图4，示出了本申请实施例四所述基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法流程图。步骤41，建立高位集水冷却塔的物理模型；由于高位集水冷却塔体积庞大，建造成本高，要求严谨的制造工艺，所以在建造高位集水冷却塔之前，先以原型为参考标准，建立小型的物理模型。所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型与高位集水冷却塔原型几何相似包括塔体形状、各主要结构部分的尺寸相似。但原型中淋水填料的几何尺寸本身就较小，物理模型中几何相似很难做到，因此在建立物理模型时，做到淋水填料的阻力系数与原型淋水填料的阻力系数大体相等或相近即可。所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区是满足物理模型的气流运动与高位集水冷却塔原型的气流运动相似的要求，但在建立物理模型时，这一条件也很难达到。考虑到原型塔中填料断面区域气流雷诺数大于临界值，气流进入阻力平方区后，其气流运动流态阻力效应不再改变，因此，在建立物理模型时，只需使物理模型中的气流雷诺数也达到阻力平方区，即可反映原型中的气流运动特征。阻力平方区又称完全湍流区，在此区域内沿程阻力系数仅与相对粗糙度有关，而与雷诺数无关，管道阻力与流速的平方成正比，故称为阻力平方区。紊流时，随着雷诺数增加，摩擦系数将减小，当雷诺数增大到某一数值后，摩擦系数基本不变，此时沿程阻力与速度平方成正比，即所说的阻力平方区。步骤42，测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；根据在步骤41中建立的物理模型中测量得到的淋水面积和塔壳底面积，计算得到所述淋水面积与所述塔壳底面积之比。 步骤43，根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；根据步骤42中计算得到的淋水面积与塔壳底面积之比，通过进行相关试验，确定与所述淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。步骤43包括步骤431，基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验；物理模型试验主要研究高位集水冷却塔的阻力变化特征及规律。为保证物理模型与原型的相似性，应在满足几何相似的基础上重点考虑气流运动相似。在物理模型试验过程中，淋水面积在10000-30000m2，断面风速在O. 6-3. Om/s，淋水密度9-19m3/h · m2的条件下，共考察了 9种不同填料在各种工况下对进风口区域阻力变化的影响情况。在进行物理模型试验的同时，也建立了数值模型试验。建立超大塔空气三维运动控制方程、液相冷却水运动控制方程以及气水两相间传热传质的理论模型，对气流运动采用标准k_ ε湍流模型，喷淋区和雨区采用离散相模型计算，对填料区建立基于Poppe理论的数值求解模型。步骤432，通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数；在物理模型试验和数值模型试验建立的基础上通过模拟分析，可以得到不同工况下，冷却塔进风口附近空气动力场的分布规律；给出塔内外空气的速度场、温度场；给出塔内不同高度处淋水密度的径向分布曲线和塔内传热传质区的气水比分布场。将数值模型试验与物理模型试验相结合，可以给出不同淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。步骤44，通过实验确定填料阻力系数；所述填料阻力系数与填料的种类、填料区的尺寸结构等因素有关。在进行确定填料阻力系数的实验时，要综合考虑所使用的填料的种类以及填料区的尺寸结构等因素，通过查询和测量相关的数据，计算得出填料阻力系数。步骤45，根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；
所述进风口区域阻力计算公式为ζ = α ε a+ β ε b+c+ ζ填；式中，ζ为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c为试验常数，-10彡α ^10,-10^ β彡10，_5彡a彡5，_5彡b彡5，-15彡c ( 15。如由实验确定ζ 填=10. 94，ε =0. 5, α =1. 52，β =2. 02，a=3，b=0. 5，c=5. 21，则ζ =31. 17。根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。通过以下三个方面的考察来模拟高位集水冷却塔进风口区域阻力系数计算方法I)考察不同淋水面积条件下(10000-30000m2)高位集水冷却塔的阻力特性；2) 了解进风口 区域各主要结构阻力特性；3)通过调节进风口高度，改变进风面积与淋水面积的比例关系，研究不同进风口高度与高位集水冷却塔阻力特性变化的关系，以便为工程设计提供依据。步骤46，结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；在步骤45中计算得到进风口区域阻力后，结合高位集水冷却塔的其他阻力，包括梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力和塔出口阻力，综合计算得到高位集水冷却塔阻力。步骤47，根据所述高位集水冷却塔阻力，通过冷却塔阻力抽力平衡计算，对高位集水冷却塔中的填料区、人字柱或一字柱、梁柱支撑系统、配水系统、收水器、集水装置、塔出口和进风口的结构尺寸进行修正；通过实地测量、分析得到现场气象条件和水文地质条件，再根据步骤46中计算得到的高位集水冷却塔阻力，按照出塔水温要求，针对配水系统进行布置和计算；针对集水装置进行水力计算并设计布置集水槽；进行结构应力和荷载等计算并布置设计，以配合工艺设计要求；对其他各部件的结构尺寸进行修正。步骤48，根据修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔。根据步骤47中修正后的结构尺寸，按照各部件的工艺要求和结构尺寸数据等，完成高位集水冷却塔的整体建造。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本申请所提供的基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
权利要求
1.基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置，其特征在于，包括物理模型建造模块，用于建立高位集水冷却塔的物理模型；淋水面积与塔壳底面积之比确定模块，用于测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比；试验常数确定模块，用于根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；填料阻力系数确定模块，用于通过实验确定填料阻力系数；进风口区域阻力计算模块，用于根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；高位集水冷却塔阻力计算模块，用于结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述试验常数确定模块，包括试验建立子模块，用于基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验；试验常数确定子模块，用于通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于所述进风口区域阻力计算公式为 =α ε +β eb+C+4填；式中， 为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c 为试验常数，-10 彡 α ( 10，-10 彡 β ( 10，_5 彡 a 彡 5，_5 彡 b 彡 5，-15 彡 c ( 15。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，包括进风口区域阻力计算公式确定模块，用于根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。
6.基于进风口阻力高位集水冷却塔建造方法，其特征在于，包括建立高位集水冷却塔的物理模型；测量所述物理模型中淋水面积和塔壳底面积，计算得到淋水面积与塔壳底面积之比； 根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数；通过实验确定填料阻力系数；根据进风口区域阻力计算公式计算得到高位集水冷却塔进风口区域阻力；结合梁柱支撑系统阻力、配水系统阻力、收水器阻力、集水装置阻力、塔出口阻力和进风口区域阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；根据所述高位集水冷却塔阻力，通过冷却塔阻力抽力平衡计算，对高位集水冷却塔中的填料区、人字柱或一字柱、梁柱支撑系统、配水系统、收水器、集水装置、塔出口和进风口的结构尺寸进行修正；根据修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述物理模型与高位集水冷却塔几何相似；所述物理模型的雷诺数达到阻力平方区。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据淋水面积与塔壳底面积之比确定试验常数,包括基于所述物理模型建立物理模型试验和数值模型试验；通过模拟分析，结合所述物理模型试验和数值模型试验确定与淋水面积与塔壳底面积之比相对应的试验常数。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述进风口区域阻力计算公式为 =α ε +β eb+C+4填；式中， 为进风口区域阻力，ε为淋水面积与塔壳底面积之比，ζ 为填料阻力系数，α、β、a、b、c 为试验常数，-10 彡 α ( 10，-10 彡 β ( 10，_5 彡 a 彡 5，_5 彡 b 彡 5，-15 彡 c ( 15。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，得到所述进风口区域阻力计算公式，包括根据高位集水冷却塔在不同淋水面积、进风口结构和进风口高度下的阻力特性，并对所述物理模型试验和数值模型试验中测量得到的数据进行模拟分析，得到所述进风口区域阻力计算公式。
全文摘要
本申请提供了基于进风口阻力高位集水冷却塔阻力计算装置和建造方法，以解决现有技术中由于计算常规冷却塔进风口区域阻力的方法不适用于高位集水冷却塔，无法得到高位集水冷却塔阻力,不能建造高位集水冷却塔的问题。所述方法包括建立高位集水冷却塔的物理模型；测量物理模型中淋水面积和塔壳底面积，得到淋水面积与塔壳底面积之比并由此确定试验常数；通过实验确定填料阻力系数；根据进风口区域阻力计算公式计算得到进风口区域阻力；并结合冷却塔其他阻力计算得到高位集水冷却塔阻力；对高位集水冷却塔的结构尺寸进行修正；根据修正后的结构尺寸建造高位集水冷却塔。提出了适用于高位集水冷却塔的进风口区域阻力计算公式，计算装置和建造方法。
文档编号G06F19/00GK102930130SQ20121034563
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者张东文, 栾伟, 王成立, 翟慎会, 潘苏, 徐士倩, 张成荣, 贲岳, 高学贞, 李毅男, 韩敬钦, 高德申, 宫现辉, 赵佰波 申请人:国核电力规划设计研究院, 山东电力工程咨询院有限公司