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逆流式冷却塔降噪与散热关键技术研究摘要
来源:www.qyfrp.com 发布时间:2019年04月23日

       冷却塔作为工业制冷和大型空调系统的核心设备,随着其应用的日趋广泛,冷却塔的噪声问题也越来越引起人们的重视。目前,现有的冷却塔噪声控制理论技术,虽然能较好的控制冷却塔噪声,但往往会引起冷却塔本身散热性能的下降,以致设备无法正常运行。针对这一难题,本文以逆流式冷却塔为研究对象,通过理论分析、数值计算和现场试验研究相结合的方法,对逆流式冷却塔噪声控制与散热关键技术进行研究,提出冷却塔消声器结构优化设计理论,以实现冷却塔噪声控制效果与散热性能的平衡。针对冷却塔声场特性问题,首先研究了冷却塔噪声的来源问题,对风机噪声、落水噪声、机械噪声、塔体辐射噪声等冷却塔主要噪声声源进行了分析,并研究了冷却塔噪声传播特性。其次对主要声源的频率特性进行了分析,提出了冷却塔噪声控制策略。最后,以现场实测数据为参考,通过边界元理论建立了冷却塔声场模型,并模拟了多种参数的消声器对冷却塔声场的影响,在此基础上得到了冷却塔噪声声压级与消声器结构的关系曲线。针对冷却塔出风口温度场特性问题,首先对冷却塔传热传质原理进行了研究,从对流传热及对流传质两个角度对冷却塔内热交换过程进行了分析。其次通过有限元理论建立了冷却塔的有限元模型,并分析了冷却塔的出风口截面温度场情况。最后通过有限元模拟了不同结构尺寸消声器对冷却塔出风口截面温度场的影响情况,在此基础上得到了冷却塔截面温度场与消声器结构尺寸的关系曲线。针对冷却塔噪声控制效果和散热性能难以兼顾这一问题,在前文研究基础上,根据冷却塔噪声频率特性,提出一种以宽频带复合式吸声板技术为基础的,类阻抗混合式消声理论技术。其次,给出了消声器结构尺寸设计方法。最后,根据消声器结构特点,对粒子群算法进行改进,提出全局自适应粒子群算法,并引入消声器结构设计中,给出了算法步骤流程,对消声器的结构尺寸进行优化,以实现冷却塔噪声控制效果与散热性能的平衡。基于以上研究,以沈阳市某园区内冷却塔降噪工程实例为研究对象,将本文中提出的针对逆流式冷却塔噪声控制与散热关键技术的若干理论应用于该工程项目中。首先对冷却塔噪声各个测点进行布置规划,初步测试各个测点的噪声数据,并对噪声源进行分析,采集声信号,分离出真实有效的噪声源信号,由此判断冷却塔的主要噪声源。其次,对冷却塔声场、温度场进行分析计算,计算冷却塔噪声频谱结构,并根据现场实测情况对消声器结构尺寸进行优化设计。最后,对降噪工程完成后的各测点进行测试,分析冷却塔声场和出风口温度场情况,对各测点的噪声频谱特性进行分析,结果表明,本文提出的逆流式冷却塔噪声控制理论,能在满足冷却塔散热性能需求的前提下,有效抑制冷却塔噪声

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