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DiscoveryAIM与AnsysFluent联合设计优化蒸发冷却过程

[刘倩文]

[斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司，201612]

[摘要]在喷雾蒸发冷却应用中，喷雾设备的选型及布置形式是解决该工业问题的关键因素，而喷雾设

备的布置方案取决于蒸发塔内的烟气流动，因而正确了解和合理组织塔内的气体流场成为解决

喷雾蒸发冷却相关问题的先决条件。使用AnsysFluent可以进行从单相流到多相流完整的流

场分析，并获得可靠的计算结果，但是详细数值分析所需的时间成本相对较高。本研究的目的

在于对塔内烟气流分析环节通过联合使用DiscoveryAIM来加速整个设计过程。在一些喷雾冷

却应用中，进口烟气中含有大量的粉尘或者酸性气体，不合理的喷枪布置会造成粉尘粘壁从而

造成蒸发塔的堵塞，或者引发塔壁处酸露凝结导致塔壁腐蚀。这类应用的一般设计思路是采用

CFD来可视化内部的气流场，识别回流区的位置，气流组织时应尽可能减小回流区，布置喷

雾设备时需尽可能避开回流区。本研究针对一个真实的工程项目，采用DiscoveryAIM设计了

塔内的导流板布置方案，再采用AnsysFluent优化了喷枪布置形式。通过DiscoveryAIM与

AnsysFluent联合的模式可以完成喷雾蒸发冷却项目的数值分析，且有效降低仿真所需的时

间。

[关键词]DiscoveryAIM;AnsysFluent;喷雾蒸发冷却；回流区；喷嘴

OptimizationofEvaporativeCoolingProcessbyJoint

DesignofDiscoveryAIMandAnsysFluent

[QianWenLiu]

[SprayingSystems(China)Co.,Ltd,201612]

[Abstract]Intheapplicationofsprayevaporativecooling,howtoselectandpositionspraynozzle(s)

arethekeyfactors.Layoutofspraynozzle(s)dependsontheflowoffluegasinthecooling

tower.Therefore,understandingandorganizingtheflowfieldinthecoolingtoweristhe

prerequisitetosolvetheproblemsrelatedtosprayevaporativecooling.Comprehensiveand

reliableresultscanbeobtainedbyusingAnsysFluent,whichconductasetofsimulation

fromsinglegasflowtomultiphaseinjectionflow.Thesimulationprocessneedsagood

computationalresource,anditisalsotimeconsuming.Thepurposeofthisresearchisto

acceleratethedesigncyclebyintroducingDiscoveryAIMintothetraditionalAnsysFluent

analysisprocess.Insomespraycoolingapplications,theinletfluegascontainsdust

particlesoracidspecies,impropernozzlelayoutwillcausedustparticlestostickontoside

wallsleadingtodustlumping,oraciddewcondensationresultingtowerwallcorrosion.For

suchapplications,CFDcanbeusedtovisualizetheinternalgasflowtoidentifythelocation

ofswirlingzoneandminimumrecirculationzonevolumetoexpectation.Spraynozzle(s)

needtobe