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基于雨区干湿混合冷却的超大型湿式冷却塔传热传质性能优化的数值模拟研究的开题报告
摘要：
本研究基于雨区干湿混合冷却的超大型湿式冷却塔，在数值模拟研究的基础上，对其传热传质性能进行优化研究。首先，建立了超大型湿式冷却塔的CFD模型，并在ANSYSFluent软件中进行模拟验证。然后，对不同操作工况下的湿球温度、冷却效果等参数进行分析，确定传热传质性能的优化目标。接下来，通过对水气流流场的准确分析，提出了多种优化策略，并进行了系统性的对比分析。最后，得出了相应的优化方案，并进行了实际操作验证。
关键词：雨区干湿混合冷却；超大型湿式冷却塔；传热传质性能；数值模拟；优化研究
一、研究背景与意义
超大型湿式冷却塔是目前常用于热力发电厂、冶金企业、化工企业等大型产业的重要设备之一。其主要作用是设备冷却、热回收、废气净化和水资源循环，并能有效提高生产效率和节约能源资源。在炎热潮湿的雨区地区尤为适用。然而，由于雨区干湿混合冷却的复杂性和超大型湿式冷却塔本身的复杂结构，其传热传质性能受到多种因素的影响，需要进行深入的研究和优化。由此，本研究旨在通过数值模拟和优化研究，提升湿式冷却塔传热传质性能，为其在实际应用中提供技术支撑和指导。
二、前期研究综述
当前，湿式冷却塔的研究重点主要集中在以下几个方面：
1.研究湿式冷却塔的工作原理和传热传质机理；
2.优化湿式冷却塔的结构形式，包括内部结构的设计和材料选择；
3.优化冷却塔的水气流流场，包括进风口和出风口的设计、湿球温度、流场和风扇参数等；
4.探索新的冷却塔传热传质机制，如空气污染物吸附、自然对流传热等。
以上研究主要基于试验和数值模拟相结合的方法进行，取得了一定的研究成果。但目前尚缺乏对雨区干湿混合冷却机制的全面研究和基于数值模拟研究的优化方案。
三、研究内容与方法
本研究的重点在于基于雨区干湿混合冷却的超大型湿式冷却塔，对其传热传质性能进行数值模拟和优化研究。具体内容如下：
1.建立超大型湿式冷却塔的CFD模型，通过ANSYSFluent软件进行较为准确的数值模拟。
2.分析不同操作工况下的湿球温度、冷却效果等参数，确定传热传质性能的优化目标。
3.通过对水气流流场的准确分析，提出多种优化策略，包括优化进风口、出风口等结构设计和优化湿球温度、风扇参数和流场设计等方面。
4.对不同优化方案进行系统性的对比分析，并得出最优方案。最后，通过实际操作验证，对优化方案进行验证和优化。
四、预期成果与意义
本研究的预期成果主要包括以下方面：
1.建立更为准确的超大型湿式冷却塔CFD模型，对其传热传质性能进行优化研究，为其在实际应用中提供技术支撑和指导。
2.探究雨区干湿混合冷却机制和优化方案，为湿式冷却塔的改进和发展提供参考。
3.提高超大型湿式冷却塔的传热传质性能，节约能源资源，增加其在企业和社会中的重要性。
五、工作计划
1.2019年12月-2020年3月：收集和阅读文献，建立CFD模型并进行优化改进。
2.2020年3月-2020年7月：对模型进行数值模拟和计算，进行数据分析和结果处理。
3.2020年7月-2020年10月：提出优化策略和方案，并对方案进行对比研究和筛选，确定最优方案。
4.2020年10月-2021年1月：对最优方案进行实际操作验证和优化。
5.2021年2月-2021年4月：完成论文撰写及答辩准备工作。