一、“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用（论文文献综述）
赵冬青[1]（2018）在《对工业冷却塔用水轮机的优化设计的研究》文中认为工业冷却塔用水轮机用于冷却塔循环水系统中的富余能量的回收利用,每年可节约大量能量。它的机械效率直接关系到二次能源回收利用量。本文研究全替代式冷却塔用水轮机的优化设计方法和运行性能特征。研究采用优化转轮叶型、合理配置涡壳和导叶、充分利用尾水管回收动能的方法,提高水轮机的运行效率。本文用一维设计方法结合CFD技术进行转轮的初步设计。然后,采用基于叶片形状参数的效率函数的极值优化法进行转轮的优化设计。通过随机实验和CFD计算获了得多个叶型的参数-效率数据,将这些数据用于响应面法拟合效率函数,进一步求得最高效率对应的叶片参数。最后,用多元统计分析研究了转轮各叶片各参数对效率的影响。在涡壳-导叶的设计上,选择了由导叶辅助提供转轮进口所需的环量,涡壳内采用低速流动的方案。选用了较大锥度的尾水管,以尽量多地回收动能。为研究该型水轮机性能,首先,总结了直连式冷却塔用水轮机的串联特性、转速和流量成正比的特性、工况自相似性。然后,计算了5个工况点的整机性能。计算结果验证了转轮和引水部件的设计合理性。最后,结合模拟实验数据和冷却塔工况,解释了水轮机在各工况下转轮压头、输出的轴功率和效率的变化规律。因为具有工况自相似性,水轮机的效率在转轮压头和轴功率急剧变化的时候基本保持不变。通过函数拟合,发现该型水轮机近似满足功率和流量或转速的三次方成正比的规律。
赵冬青,张双全,高向正[2]（2018）在《基于多元统计的转轮优化分析》文中研究表明应用于工业冷却塔中的超低比转速混流式水轮机,具有机身小巧、叶片狭长、效率要求高的特征.基于对它的转轮效率影响因素的认识,可以进行随机实验结合CFD计算,来研究叶片几何参数和效率之间的相关关系.研究表明,对实验数据做多元统计分析发现的规律与设计经验相符,进而证明了这种方法的有效性,可用于研究转轮叶片几何参数和效率的相关性.相比正交优化法,多元统计分析能够凸显转轮参数对效率的影响规律,并可将这种规律作为优化算法的基础.
白欢欢[3]（2014）在《水力风机的数值模拟和设计研究》文中研究指明随着我国船舶事业的不断发展,对船上一些辅助设备的要求越来越高。目前船用水力风机不仅要求防火、排烟,而且要求防爆、轻量化。国内对水力风机的设计大多采用常规设计方法,本文针对国内某一款高转速、大排烟量的船用便携式水力风机采用数值模拟和模型试验相结合的方法进行了研究,填补了国内便携式水力风机数值模拟研究方面的空白。本文主要进行了以下工作：（1）水力风机的CFD模型研究通过分析水力风机的结构和工作原理,对流体域进行了合理简化,并在CFD软件Fluent的前处理软件Gambit中完成了水流场和空气流场三维建模和网格划分的研究；基于Fluent的标准k-ε模型对水轮机和风机的内部流动进行了数值模拟,将数值计算结果与试验数据对比,水轮机模拟流量和试验流量的相对误差范围为0.9%-7.6%,风机试验全压和模拟全压的相对误差范围为4.7%～15.5%,基本能够满足计算要求,计算模型基本合理。（2）基于多流场耦合的水力风机的性能预测基于动网格技术,提出了一种多流场弱耦合计算方法：利用Fluent的UDF接口编程,使水力风机水流场和空气流场的同步计算,并在每一个时间步长计算结束后,通过数据文件的读写交换两个流场之间的相关数据,直至两个流场达到完全匹配的稳定状态。该方法不但可以完成水力风机整体性能预测,而且可以很方便的描述不同流场之间的相互关系,可以为水力风机的瞬态计算提供借鉴。（3）水轮机的流场数值研究和结构改进对水轮机核心部件—喷嘴和水涡轮的主要结构参数的变化引起水轮机的主要性能参数的变化情况作了分析,讨论的结构参数包括水涡轮叶片型线、叶片数量、叶片高度、喷嘴数量、喷嘴内表面形状、喷嘴斜射角和直径比。模拟结果表明：修改后的叶片型线与常规型线相比水动性能略差,但加工性能大幅提高,可取代常规型线；叶片数量可在较大范围内选择,原模型水轮机叶片数的选择合理；靠单纯的增加叶片高度不能提升水轮机的性能；喷嘴数量的增多可有效增大出力；锥形喷嘴可有效减少压力损失,增大水轮机的功率和效率；喷嘴斜射角越小,水轮机性能越好,但考虑到结构问题和加工难度,斜射角有一定的选择范围；通过增大喷嘴出口段直径和叶片高度减小直径比可明显提高水轮机的过流能力和功率。根据这些研究对水轮机的结构进行了改进,改进后的水轮机功率在进口水压为0.2MPa时增加了39.4W,增长幅度达24.7%,进口水压为0.7MPa时增加了330.2W,增长幅度高达31.7%。（4）便携式水力风机的设计研究研究了便携式水力风机的水动设计、结构设计和气动设计。当缩放系数k为0.9～1.2时,不同水轮机的功率范围为1000W-2200W,为水力风机的设计提供了更宽的功率选择范围；在保证结构强度满足的条件下,完成了水轮机和风机最大尺寸的选择；结合水轮机的性能曲线,给出了预测风机的设计风量和风压范围的方法。根据以上的研究成果,最终提出了一种水力风机设计方案,并通过设计案例进行了验证。
常红连[4]（2011）在《无风机冷却塔与机械通风冷却塔的能耗比较》文中认为本文以某个较有代表性的办公楼为例,比较了机械通风冷却塔与无风机冷却塔能耗,说明了无风机冷却塔在空调系统中不一定是节能的,而要经过整体能耗计算比较才能确定无风机冷却塔是否节能。
方玉建[5]（2005）在《水能回收装置的研发及其流场数值模拟》文中认为能源节约与资源综合利用是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。冷却塔是冶金、石油、化工、制盐、电力、纺织等领域中广泛使用的一种水循环冷却换热设备,其耗能相当大,节约能源和充分利用资源是这些行业共同关心的问题。本研究针对这类工程实际需要,以某化工厂的冷却塔节能改造为研究对象,分析了当前冷却塔中存在的主要问题,利用叶片式流体机械原理,研究开发出一种结构简单、高效的水能回收装置。该水能回收装置充分转换冷却塔的循环冷却水剩余水力能量为机械能,以取代传统采用电机驱动风机。采用该水能回收装置对现有这类冷却塔进行改造,不仅可以大大地节能降耗,而且能带来节水、降低环境噪声、生产维修和维护费用等各方面的效益。本课题是针对四川某化工厂1500t/h 规格冷却塔改造实际工程项目而进行研究开发的。在研究开发过程中,力求所研究开发的水能回收装置能高效率地转换剩余水力能量,又要尽可能使水能回收装置的结构简单、可靠和制造工艺性好,并最大限度地降低成本。本课题根据冷却塔的运行要求和循环冷却水回路的具体情况,对水能回收装置过流部件进行水力设计。由于引水部件对装置大结构和成本影响很大,同时也影响所开发的水能回收装置的水力效率,所以对引水部件进行了多方案设计。该水能回收装置实属一种叶片式流体机械,在叶片式流体机械的传统研究开发过程中,通常应该采用模型试验方法来优选过流部件设计方案。为了缩短研制周期,降低研制成本,在本研究中采用基于性能预测的现代水力设计方法的思想。经过研究分析,在引水部件结构上可以采用圆形断面蜗壳（方案Ⅰ）和方形断面蜗壳（方案Ⅱ）,方案Ⅱ在结构和制造工艺性方面比方案Ⅰ有优势,但是对于水力性能谁具有优势及与叶轮的匹配性还不是太清楚,在对水能回收装置
张飞狂[6]（2000）在《“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用》文中研究指明为了消除冷却塔运行的噪声危害和减少年运行费用的负担，提出了用水轮机取代冷却塔风机电机的设计思路，并通过试验开发了新型冷却塔，通过实际应用证明该法可行。
二、“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用（论文提纲范文）
（1）对工业冷却塔用水轮机的优化设计的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 相关技术概述 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 转轮的优化设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 设计参数 |
| 2.3 初步设计 |
| 2.4 优化设计 |
| 2.5 叶片各参数对效率的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 引水部件的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 涡壳-导叶的设计 |
| 3.3 尾水管的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 冷却塔用水轮机的性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冷却塔用水轮机的特性 |
| 4.3 多工况点计算 |
| 4.4 性能特征分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 (攻读学位期间发表论文目录) |
| 附录2 |
（2）基于多元统计的转轮优化分析（论文提纲范文）
| 1 设计和优化策略 |
| 1.1 一维反问题设计 |
| 1.3 样本数量 |
| 2 设计和优化过程 |
| 2.1 初始模型参数 |
| 2.2 多元统计分析 |
| 3 结论 |
（3）水力风机的数值模拟和设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 水力风机的发展和研究现状 |
| 1.3 水力风机的设计研究 |
| 1.3.1 水力风机的常规设计 |
| 1.3.2 水力风机的多流场耦合研究 |
| 1.3.3 水力风机的水力和气动设计数值研究 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第2章 水力风机CFD模型及验证 |
| 2.1 流体力学理论 |
| 2.1.1 质量守恒方程(连续方程) |
| 2.1.2 动量守恒方程(N-S方程) |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.1.4 湍流方程 |
| 2.2 几何模型 |
| 2.2.1 水轮机的几何模型 |
| 2.2.2 风机的几何模型 |
| 2.3 网格划分 |
| 2.3.1 水轮机的网格 |
| 2.3.2 风机的网格 |
| 2.4 边界条件和求解方法 |
| 2.5 性能参数 |
| 2.6 模型试验 |
| 2.7 计算模型验证 |
| 2.8 小结 |
| 第3章 基于多流场耦合的水力风机的性能预测 |
| 3.1 多流场弱耦合方法 |
| 3.1.1 旋转区域网格更新 |
| 3.1.2 边界条件更新 |
| 3.1.3 机械传动关系描述 |
| 3.2 数值模拟流程 |
| 3.3 方法验证 |
| 3.4 瞬态计算 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 水轮机关键结构参数的影响 |
| 4.1 水轮机的计算工况 |
| 4.2 水涡轮和喷嘴的结构参数 |
| 4.3 水涡轮设计 |
| 4.3.1 叶片型线对水轮机性能的影响分析 |
| 4.3.2 叶片数量对水轮机性能的影响分析 |
| 4.3.3 叶片高度对水轮机性能的影响分析 |
| 4.4 喷嘴设计 |
| 4.4.1 喷嘴数目对水轮机性能的影响 |
| 4.4.2 喷嘴内表面形状对水轮机性能的影响 |
| 4.5 喷嘴与水涡轮的配合特性研究 |
| 4.5.1 斜射角对水轮机性能的影响 |
| 4.5.2 直径比对水轮机性能的影响 |
| 4.6 水轮机的改进 |
| 4.6.1 改进后的模型 |
| 4.6.2 模拟计算结果 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 便携式水力风机的设计研究 |
| 5.1 水力风机水力设计 |
| 5.2 水力风机结构设计 |
| 5.3 水力风机气动设计 |
| 5.4 水力风机的设计程序 |
| 5.5 设计算例 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 工作总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（5）水能回收装置的研发及其流场数值模拟（论文提纲范文）
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题的背景及来源 |
| 1.2 本课题的研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状及发展 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 水能回收装置的工作原理和设计 |
| 2.1 装置的工作原理 |
| 2.2 装置的水力设计 |
| 2.3 装置的结构设计 |
| 第三章 水能回收装置流场数值模拟方法 |
| 3.1 数值模拟过程 |
| 3.2 流动基本方程 |
| 3.3 紊流模型的选择 |
| 3.3 采用有限体积法对控制方程进行离散 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 引水部件内部三维流动数值模拟 |
| 4.1 三维流动数值模拟工具 |
| 4.2 CFD 数值模拟计算的步骤 |
| 4.3 引水部件的三维几何建模 |
| 4.4 三维流动计算解方法 |
| 第五章 流动数值模拟结果分析 |
| 5.1 静压分布 |
| 5.2 速度分布 |
| 5.3 迹线图 |
| 5.4 蜗壳出口环面流量分布 |
| 5.5 蜗壳出口环面环量分布 |
| 5.6 能量损失 |
| 5.7 根据流场模拟结果来优选方案 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 声明 |
四、“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用（论文参考文献）
- [1]对工业冷却塔用水轮机的优化设计的研究[D]. 赵冬青. 华中科技大学, 2018(06)
- [2]基于多元统计的转轮优化分析[J]. 赵冬青,张双全,高向正. 浙江水利水电学院学报, 2018(01)
- [3]水力风机的数值模拟和设计研究[D]. 白欢欢. 浙江大学, 2014(06)
- [4]无风机冷却塔与机械通风冷却塔的能耗比较[A]. 常红连. 2011年福建省暖通空调制冷学术年会论文资料集, 2011
- [5]水能回收装置的研发及其流场数值模拟[D]. 方玉建. 西华大学, 2005(01)
- [6]“免风机电机”水力取风冷却塔的设计和应用[J]. 张飞狂. 给水排水, 2000(01)