沙岭子电厂冷却塔群风荷载的风洞研究

侧风作用下火电厂冷却塔性能的实验研究

第５５卷第１期
２０１３年２月
汽
轮
机
技
术
Ｖ０１．５５Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１３
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
侧风作用下火电厂冷却塔性能的实验研究
刘剑涛，曾宪平，任建兴，李芳芹，杨涌文
后增大的趋势，拐点风速值为０．８ｍ／ｓ；迎风面的进塔风速随之变大，背风面的通风量减小；并采用弗劳德准则数分
析了环境侧风对冷却塔性能的影响。
关键词：冷却塔；侧风；冷却性能；弗劳德数
分ｏｒｄｓ：ｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒ；ｃｒｏｓｓ－ｗｉｎｄ；ｃｏｏｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｆｒｏｕｄｅｎｕｍｂｅｒ
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１－５８８４（２０１３）０１－００３５－０４
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ０ｎＷｅｔ．ｃｏｏｌｉｎｇＴｏｗｅｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＵｎｄｅｒＣｒｏｓｓ．ｗｉｎｄＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ
（上海电力学院能源与环境工程学院，上海２０００９０）
摘要：冷却塔是火电厂重要设备之一，冷却塔冷却性能的优劣直接影响机组效率与安全。通过建立火电厂冷却水系统实验平台，研究了侧风作用下冷却塔的冷却性能。研究发现：随着环境侧风的增加，冷却温差和效率呈先减小

中德冷却塔结构设计规范风荷载作用比较分析

βＧ＝φｚ·φ
（３）
式中：βＧ为经换算后的德国规范等效风振系数；φｚ
为等效阵风系数，φｚ＝ｑｂ／ｑｍ（阵风风压／平均风
压）；φ 为德国规范中动力放大系数．
等效阵风系数 φｚ为塔筒高度（Ｚ方向）的函
数，动力放大系数φ 与冷却塔外形尺寸、顶部阵风
为了便于比较，现定义：
图１风压分布系数比较图
９０°～１８０°之间为水平段，中国规范该段平均值为－０．４，德国规范取恒值－０．５．德国规范直接给出了各种表面粗糙度下塔筒横截面阻力系数，中
ＣＨＥＮＳｈａｏｘｉｏｎｇ，ＹＡＮＧＪｕｎｑｉｎｇ，ＰＡＮＸｉｎ，ＺＨＵＱｉａｎｌｉａｎｇ，ＨＥＺｈｉｇａｎｇ
（ＨｕｎａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｌｏａｄｕｎｄｅｒＣｈｉｎａ’ｓｃｏｄｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｏｌｉｎｇｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｗａｔｅｒ（ＧＢ／Ｔ５０１０２－２００３）ｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＧｅｒｍａｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒ（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｆｏｒｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒＶＧＢ－Ｒ６１０Ｕｅ）．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｄｓｉｍｉｌａｒｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｔｗｏｃｏｄｅｓａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｌｏａｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｄｅｓａｒｅｃａｌｃｕ－ｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｓ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｌｏａｄｏｆｓｕｐｅｒｌａｒｇｅｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒｓａｒｅｇｉｖｅｎ，ｗｈｉｃｈｗｏｕｌｄｂｅｕｓｅｆｕｌｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｔｏｄｅｓｉｇｎｏｒｓｔｕｄｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｐｅｒｌａｒｇｅｃｏｏｌｉｎｇｔｏｗｅｒ；ｗｉｎｄｌｏａｄ；ｇｕｓｔｅｆｆｅｃｔｆａｃｔｏｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ

大型冷却塔结构的等效静力风荷载

用这种方式来处理其他结构的风振问题．冷却塔的相关规范５中也是采用该方法给出不同场地的阵风荷载］
因子来考虑结构的风振和风荷载问题．然而，于大型对冷却塔结构，越来越多的研究［７表明其风振问题存在６３ —
ｍｅｏ．ＡｔａｔｈｅｏｌｈｔｄｌｓｔｔｔＥｉｂｉｅｗｔｌｅｒｔａＷＬｓｏｔｎａｄｉｈｉａｉｙｎｏｃｍｂｎｔｎｏｂｃｇｏｎａｄｒｓｎｎｃｍｐｎｎｓＴｈｉａｉｆａｋｒｕｄｎｅｏａｔｏｏｅｔ．ｏｅ
（同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海２０９）００２
摘要：采用刚性模型风洞同步多点测压试验获取非定常激励向量，并结合ＰＤ（０经验模式分解）术进行预测与重构处技
理，然后基于结构动力方程推导出仅广义共振模态位移和弹性恢复力协方差矩阵，再通过准静力分析方法计算出结构的共振和背景分量，最后通过线性三分量组合方法得到结构总
Ｄｖｎｏｔａｅｐｒ提出的“ 阵风荷载因子法 ”ＧＦ和由此（Ｌ）发展的我国建筑结构荷载规范＿中采用的惯性风荷载３］法（ＷＬ均是源于等效静风荷载的基本思路，Ｉ）而且采用ＧＦ法提出的等效静力风荷载方法也被编人包括我国Ｌ在内的许多国家的高层建筑结构设计规范．由于该方法思路明确、简单陕捷，整个工程界都在不同程度上使使
ｃｏｉｇｏｒｏＮｉｇａＰｗｅＰａｔｄｍｏｓｒｔｓｔｅｏｌｔｗｅｆｎｎｈｉｏｒｌｎｅｎｔａｅｈｅｆｔｅｅｓｏｈｅｐｅｅｔｐｒａｈｆｉｎｓｆｔｒｓｎｐｏｃ．ｃｅｖａ

小型双曲线冷却塔风荷载有限元分析

ｒｔｔｎｈｅｌｏａｉｇｓｌ，ｈｅｒｎｂｎｏｕｒｇｏｅｃｌｍｎ，ｔｅｒｎｅｍ，ｔａｉａｄＳｎ．ＩｈｅｌｒｅｓａｅｐｗｅｌｎｏｌｎｉｈｉｇｂａｈｅｂｓｓｎＯｏｎｔａｇ－ｃｌｏｒｐａｔｃｏｉｇ
ｃｍｍｅｃａｎｔｅｅｎｒｇａＡＮＳｓｕｅｏｃｌｕａｅｔｅｄｆｒｔｎ，ｒｓｎｉｅｒｓａｉｔｕ－ｏｒｉｌｆｉｌｍｅｔｏｒｍｉｅｐＹＳｉｓｄｔａｃｌｔｈｅｏｍａｉｓｅｓａｄｌａｔｂｌｙｎｏｔｎｉ
ｔｗｒｎｇｎｒｌａｅ１０ｗｈｃｒｔｄｅｄｌｔｈｍｅａｄａｒａ，ｅｄｔｅｄｎｓｎｐｃａｉｄｏｅｓｉｅｅａｒ４ｍ，ｉｈａｅｓｕｙｄｗｉｅｙａｏｎｂｏｄｎｅｏｂｏｅｕｉｇｓｅｉｌｗｎｔｎｅｅｔａｄｔｅｄｓｎｐｏｅｓｓｃｓＬＳＲＢＡ，ｎＯｏ．ｈｌｎｔｅｓｌｓａｅｃａ — ｒｄｐｗｒｕｎｌｓｓｎｈｅｉｒｃｓ，ｕｈａＢＤ，ＳａｄＳｎＷｉｉｍａｌｃｌｏｌｆｅｏｅｔｇｅｈ－ｉｐａｔｙｅｂｌｏｌｇｔｗｒｉ０ａｄｔｅｅｉｖｒｉｌｎｏｍａｉｎｒｌｔｄｔｈｓｐｒ．ｈｓｐｐｒｈｌｎｓｈｐｒｏｉｃｏｉｏｅｓ６ｍｎｈｒｓｅｙｌｔｉｆｒｔｅａｅｏｔｉａｔｎｔｉａｅ，ｅｃｎｔｅｏＩｔ

大型索塔桥梁的风洞试验

大型索塔桥梁的风洞试验摘要：随着桥梁工程施工技术和材料科学的发展,现代桥梁结构不断向大、轻、柔方向发展。

桥梁结构对风的作用更加敏感,风产生的升力和推力或扭转力矩导致结构产生的弯曲和扭转振动问题也越来越受到重视。

本章主要对大型索塔桥梁的风洞试验进行了探讨。

关键词：索塔桥梁；风洞；实验方法风灾是最常见、最严重的自然灾害之一，风对人类的危害，有相当一部分是通过对结构物的破坏而产生的，大量研究表明，跨度结构、高耸结构和超高层建筑都是典型的风敏感结构，风力的影响是控制其设计的最主要的因素，必须给予足够的重视，并进行充分的研究。

由此看来，对于大型桥梁也必须进行风洞试验。

风洞就是用来研究空气动力学的一种大型试验设施。

1风洞试验的意义风洞其实不是个洞，而是一条大型隧道或管道，里面有一个巨型扇叶，能产生一股强劲气流。

在风洞中安置桥梁模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际桥梁的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。

一座大型塔索的斜拉桥，一般来说，跨度较大，索塔较高，主梁桥面会较宽。

这种桥型的结构特点对纵向、横向风荷载甚为敏感，有时尽管主梁顶板与底板相差较大，致使导风角（风嘴、腹板倾角）会较小，对抗风有利，设计中也会考虑一些其它抗风减振措施（如设置阻尼装置），并进行了相关的一些计算，但为了安全保险起见，一般讲来还是应对施工状态和成桥状态的桥塔、主梁，斜拉索及全桥进行相应的风洞试验及分析，以掌握大桥的抗风性能和可能的减振措施，确保桥梁的抗风稳定性。

因此，风洞试验还是必须进行的。

据了解，现在绝大部分的索塔桥都坚持做了风洞试验，但也不排除少数的建设单位，限于工程投资的短缺，仅要求设计单位进行较细致的抗风振计算，而省略了风洞试验这一工作。

但我们认为，理论计算的建模，多有理想化的简化和假设，程序设计上也有误差，其计算结果与实际情况有不同程度的出入，其可信度可能不如试验结果。

在风洞试验中，测出桥梁的阻力，升力和扭矩系数后，便可确定桥梁的驰振稳定性，如果升力曲线出现了负斜率值，则桥梁的驰振稳定性不满足要求。

大型冷却塔双塔干扰的风洞试验研究

ｔｅｍｅｎｌｏｆｃｅｔｒｅｒｙｅｕｌｔｅｏＨｏｖｒｈｅｒｏ — ｅｎｓｕａｅｆｄａｏｆｃｅｓａｄｌｏｆｃｅｔｈａｉｃｅｉｎｓａｅｎａｌｑａｏｚｒ．ｔｆｉｗｅｅ，ｔｏｔｍａ —ｑｒｓｏｒｇｃｅｉｎｔｎｉｃｅｉｔｆｉｉｎｓ
振第３第３期０卷
动
与
冲
击
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＡＴＩＢＲＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ
大型冷却塔 ห้องสมุดไป่ตู้ 塔干扰的风洞试验研究
沈国辉。，余关鹏，孙炳楠，楼文娟，李庆祥，杨仕超
（．江大学土木工程学系，州１浙杭３０５；．东省建筑科学研究院，州１０８２广广５００）１５０
ｔｗｅｓｏｒ．ＴｈｅｈｉｕｆａｄｎｏｇｅｓｏｏｅｕａｅｗａｐｉｄｔｏｅｓｔｈｙｏｄｕｍｂｒｅｆｃｕｏｅｔｃｎｑｅｏｄｉｇｒｕｈｎｓｎｍｄｌｓｒｃｓａｐｌｏｃｍｐｎａｅｔｅＲｅｎｌｓｎｆｅｅｆｔｄｅｔｅ
ｔｅｓｒｇｃｅｃｎｓｌｏｆｃｎｓｎａｅｓｅｒｏｆｃｎｓｎａｏｔｗｒｎｎｔｏａｊｃｎｗｒｗｒｏｒ．Ｄａｏｆｉｔ，ｉｃｅｉｔａｄｂｓａｅｉｔｏｎｉｌｅｔｅｄｏｄａｅｔｏｅｓｅｅｗｉｅｔｆｉｅｈｃｉｅｓａｄｏａｗｔ

基于完全气动弹性模型的冷却塔干扰效应风洞试验研究

ｉｎｔｈｅｔｏｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｅｌａｒｇｅｓｔａｖｅｒａｇｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｔｏｗｅｒｒｅｄｕｃｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｔｏｗｅｒｗｈｅｎｔｈｅｔｏｗｅｒｓｗｅｒｅ” ｉｎｔａｎｄｅｍ” ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｉｎｄ — ｉｎ — ｄｕｃｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎａｎａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｒｏｏｔｏｆｖａｒｉａｎｃｅｗｈｉｃｈｍａｄｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅｓｐｏｎｓｅｂａｓｉｃａｌｌｙｉｄｅｎｔｉｃａｌｔｏｔｈｅｓｉｎｇｌｅｔｏｗｅｒ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｍａｘｒｅｓｐｏｎｓｅｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｗａｓｆｏｕｎｄｗｈｅｎｔｈｅｔｏｗｅｒｗａｓｉｎｔｈｅｗａｋｅｏｆｕｐｓｔｒｅａｍｔｏｗｅｒ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｄｅｆｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍａｘｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｔｏｗ— ｅｒｃｏｕｌｄｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｍａｘｒｅｓｐｏｎｓｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｌｏａｄｓｅｑｕａｌｔｏｓｉｎｇｌｅｔｏｗｅｒｌｏａｄｓｍｕｌｔｉｐｌｉｅｄｂｙｔｈｅｉｎ — ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｇｒｏｕｐｔｏｗｅｒｓ，ａｎｄｔｏｔｈｅｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｗｈｉｃｈｔｏｏｋｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｗｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｂａｓｉｃａｌｌｙｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｖａｌｕｅｉｎｃｏｄｅ．

电厂直接空冷系统风效应风洞模拟实验研究

收稿日期:2002-04-04;　修订日期:2002-06-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(10172008)作者简介:顾志福(1946-),男,江苏苏州人,北京大学教授,博士生导师.文章编号:1001-2060(2003)02-0159-04电厂直接空冷系统风效应风洞模拟实验研究顾志福1,张文宏1,李　辉1,彭继业2(11北京大学力学与工程科学系,　北京　100871;21山西省电力勘测设计院,　山西太原　030001)摘　要:探讨了利用风洞模拟实验研究电厂直接空冷系统风效应应满足的相似准则和实验方法,提出了刻画风对空冷凝器效率影响程度的回流率概念;最后,通过一个风洞模拟实验结果的实例说明了外界风速和风向对该具体布置的电厂空冷系统效率的影响规律及在对采用直接空冷系统的电厂进行初步设计前期,结合当地风气象资料,进行适当的风洞模拟的重要意义。

关键词:;空冷系统;冷凝器效率;风洞模拟中图分类号:T M62 文献标识码:A1　引　言由于直接空冷凝器装置是利用周围的空气作为介质来进行冷却的,所以,空冷凝器周围的风环境状况必然会对空冷凝器效率和正常运行有很大影响。

空冷凝器周围的风环境除了取决于当地的风气象条件外,还与邻近的建筑物或构筑物形状和大小密切相关。

另一方面,空冷凝器的效率也与其本身支撑结构,即支撑空冷凝器平台的柱子高度和平台四周挡风墙的高度等的技术参数有关。

通常的直接空冷系统都由几十个相同的冷凝器单元组成,每个空冷凝器单元下部都安装有大型风机,对空气进行强迫对流。

因此,影响空冷凝器效率的因素很多,且这些因素是相互关联的。

整个问题可以说是相当复杂的,它涉及到空气动力学、气象学和热力学中的传热传质等多学科的工程项目,在国内还是第一次提出这样的研究课题。

由于空冷系统附近的厂房存在,风的影响常常使冷凝器的效率大幅度下降。

据国外报告,严重时特别在夏季会迫使汽轮机停止运行。

而我国西北地区又是多风区域,因此,在采用直接空冷系统的电厂进行初步设计时,就十分必要进行风洞模拟实验,结合当地的风气象资料,确定风对空冷系统效率的影响程度,调整工艺布局或采取其它有效措施,以使风的不利影响降到最低限度。