自然分层型蓄冷罐中布水头形状对斜温层的影响：CFD研究

2018年10期

研究视界

科技创新与应用

Technology Innovation and Application

自然分层型蓄冷罐中布水头形状对斜温层的影响：CFD 研究

冀思哲

（上海电力学院，上海200090）

1概述

自然分层型水蓄冷技术在近十年发展迅速，自然分层型顾名思义就是利用水在不同温度下密度不同而实现自然分层。进入21世纪后，国内学者对自然分层型水蓄冷装置进行了数值模型及实验的研究，主要集中在不同形状蓄冷槽[1]、高径比[2]、布水器流速、蓄冷温差[3]包括保温措施对斜温层的影响。但由于国内工程实践比理论研究起步早，一些企业也在不断的探索与创新：某企业在圆柱形水蓄冷罐中不再使用传统的圆形或八角形布水器，取而代之的是采用H 型管路布置方式，每一个出水管路末端采用防扰动布水头，并在底部加装均匀出水的孔板装置。本文着重研究防扰动的最后一道工序即防扰动隔板式布水头单个作用在长方形域时的出水情况，并对不同底板形状及隔板数的布水头进行了比较，为一些企业提供参考。

2计算模型的建立

2.1模型基本尺寸

由于研究的是单个布水头时，斜温层形成的过程，故计算域设置不宜过大，计算域设置为0.2m*0.2m*1m 的长方体。为对比后期布水头形状最优，设置理想模型：该计算域中，底面正方形为均匀的质量入口：0.00176kg/s ，顶面正方形为压力出口，四周面设置为对称面。而后建立三种布

水头模型：首先建立圆形底板，隔板数为6的布水头，出水

管径15mm ，出口质量流量为0.00176kg/s ，如图1（a ）所示；然后同理建立圆形底板，隔板数为8的模型，如图1（b ）所示；建立方形底板，隔板数为8的模型，如图1（c ）所示，其他设置同理想模型。

2.2模型参数设置

该蓄水装置内，供水温度约为279K ，初始水温约为285K ，即蓄冷温差6K ；壁面与外界无热量交换设为绝热边界条件。水的物性参数采用阶梯函数，压力-速度耦合采用

摘

要：自然分层型水蓄冷中布水器，如何均匀出水一直是斜温层能否快速稳定形成的关键。为此，一些企业发明了360°防扰动隔板式布水头作为最后一道防扰动措施，但是对于隔板数及底板形状还没有一定研究，什么样的布水头最优值得探讨。文章就单个布水头的方形和圆形底板及六道隔板和八道隔板在fluent 里分别进行数值模型并做比较，得出方形底板，隔板数为8时与理想情况最为接近。

关键词：水蓄冷；数值计算；布水头；形状中图分类号:TK124

文献标志码:A

文章编号:2095-2945(2018)10-0060-02

Abstract :How to distribute water evenly is the key to the rapid and stable formation of inclined temperature layer.For this rea ?son,some enterprises have invented 360°anti-disturbance baffle head as the last anti-disturbance measure,but the number of parti ?

tion plates and the shape of bottom plate have not been studied,and what kind of water distributor is optimal is worth discussing.In this paper,the numerical models of square and circular bottom plates with single water distributor and six and eight partitions in flu ?ent are compared,and the square bottom plate is obtained.The partition number of 8:00is the closest to the ideal condition.

Keywords :water storage;numerical calculation;water distributor;shape

作者简介：冀思哲（1993-），女，汉族，安徽淮北市人，

硕士研究生，单位：上海电力学院，研究方向：流动传热、环保节能。（a ）圆形底板，隔板数6

（b ）圆形底板，隔板数8

（c ）方形底板，隔板数8

图1三种不同模型的建立

60--