新型H型水蓄冷布水器的设计与数值模拟研究.docx

新型H 型水蓄冷布水器的设计与数值模拟研究王子烨， 黄凤苗， 新型H 型水蓄冷布水器的设计与数值模拟研究 王子烨， 黄凤苗， 郭盛祯 （华电华源工程有限公司，浙江 杭州 310030） 摘要：针对传统布水器的缺点，设计一种新型H型布水器。利用商业数值模拟软件FLUENT对该布 水器在蓄冷箱内的流动传热特性进行了研究。结果表明，该型布水器可以减小布水器出口流体对蓄冷箱 内主流及斜温层造成的干扰和冲击。斜温层能控制在一个较小的厚度区间，提高蓄冷箱效率。 关键词：H型布水器； 斜温层； FLUENT； 数值模拟 DOI：10.3969/J.ISSN.2095-3429.2013.01.016 中图分类号：TU831.4 文献标识码：A 文章编号：2095-3429（2013）01-0059-05 Design and Numerical Simulation of a New H-style Diffuser in Chilled Water Storage System WANG Zi-ye， HUANG Feng-miao， GUO Sheng-zhen （Hangzhou Huadian Huayuan Envioronment Engineering Co.，Ltd，Hangzhou 310030，China） Abstract： Aiming at the disadvantage of tranditional diffuser，we design a kind of new H- style diffuser. Commercial Numerical simulation softward FLUENT is used to simulate the flow and heat transfer characteristics in the water storage tank.The results show that thid kind of water diffuser can reduce the impact of the jet flow of the diffuser on mainstream and the thermolcline. The thermolcline thickness can maintain at a diminutive lilmits，which can improve the effiency of the chilled water storage system. Key words： H- style water diffuser； thermolcline； FLUENT； numerical simulation 0 引言 水蓄冷技术在我国应用广泛，相对于常规空调，水 蓄冷空调具有一些优点[1，2]。自然分层型水蓄冷技术是 一种重要的蓄冷技术，具有较好的技术经济优势。液态 水局部温度出现差异时，由于自然对流形成不同温度 部分的分层。而自然分层型水蓄冷技术中的核心技术 是布水器的设计[3，4]。M.W. Wildin[5~7]等人进行了大量实 验研究，发现当布水器入口弗雷德数不大于2时，蓄冷 水箱可以达到较好的运行效果，当入口雷诺数减小时， 在斜温层形成过程中，布水器入口附近的混合将减少。 他指出影响蓄冷效果的两种非常重要的混合作用 （一 种是充冷或放冷初期的混合，它直接决定了斜温层的 的初始厚度，一种是斜温层形成后入流处形成的漩涡 和循环流形成的混合；斜温层形成后的布水器入口测 混合取决于弗雷德数和雷诺数，其中雷诺数更为重 要）。而雷诺数在工质确定的情况下由水的流速和布水 器几何结构决定。 理想的自然分层型水蓄冷是冷、热水在罐体截面 均匀流入，使得整个流动呈现层流状态。在实际设计运 行过程中难以达到理想的布水方式。因此，目前主要面 临的问题是如何抑制冷、热水的混合，使出流更加均 匀，从而减小斜温层的厚度，提高放冷能力，降低蓄冷 作者简介： 王子华（1984-），男，浙江杭州人，本科，工程师。 发电与空调Power Generation Air Condition空 调 技 术水箱的投资费用[4]。对于分层型水蓄冷箱而言，热损失主要有三个途 径：1）与外界环境温差造成的通过水蓄冷箱壁面的热损 失；2） 发电与空调 Power Generation Air Condition 空 调 技 术 水箱的投资费用[4]。 对于分层型水蓄冷箱而言，热损失主要有三个途 径：1）与外界环境温差造成的通过水蓄冷箱壁面的热损 失；2）斜温层与冷、热水界面处的热传导；3）进水端布 水器开口处的混合损失，这是提高系统蓄冷效率的关 键所在[4]。 本文针对自然分层型水蓄冷技术设计了一