密闭式冷却塔数值模拟计算方法的分析

密闭式冷却塔数值模拟计算方法的分析

密闭式冷却塔主要采用喷淋水蒸发换热对盘管内循环水进行冷却，其运行工况与外界环境条件密切相关，特别是湿球温度。我国南北地区的表观温度、空气湿度、风速、降雨量等环境参数在区域和时间维度上的跨度都很大，这对密闭式冷却塔的优化设计提出了新的挑战。因此，冷却塔厂家在设计产品时需要通过建模方法，考虑气候和环境条件对冷却塔的影响。

数值模拟计算法是密闭式冷却塔比较常用的一种建模方法，它可以获得塔内气液两相流体物理性质、流动特性以及传质传热过程的相关数据。Merkel结合实验研究和数值模拟提出了Merkel模型，但由于做出了Lewis数恒定等多个理想假设，模型与实际结果仍有一定偏差。Mizushina等人对Merkel模型进行了修正，提出了两种换热模式的计算方法。Hasan等人研究了密闭式冷却塔塔内液膜的温度分布，并进一步比较了光滑管和加强管的安装对冷却塔热效率影响的差异。

虽然专家对密闭式冷却塔数值模拟计算法已有大量的研究案例，但数这种建模法受计算能力和成本投入的限制，往往只能采用简单的一维方法，且需要设定许多假设，精度不够。与此同时，简单模拟冷却塔的传质系数和传热系数仍需通过试验才能得到，通用性差。由此可见，此方法不适用于环境比较复杂或者冷却规模较大的密闭式冷却塔。