大型雙曲冷卻塔風(fēng)荷載特性和風(fēng)致干擾效應(yīng)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、大型雙曲冷卻塔主要應(yīng)用于電力、石油、核能、采礦等行業(yè)。近年來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,這些行業(yè)得到了快速發(fā)展,大型冷卻塔也大量被興建。但這類(lèi)薄殼旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)具有高度高、體量大、自重輕等特點(diǎn),風(fēng)荷載成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要荷載之一。一般規(guī)范針對(duì)單塔的風(fēng)荷載提供了參考數(shù)據(jù),而實(shí)際中,冷卻塔一般成群興建,塔與塔之間的干擾效應(yīng)使得在某些情況下其風(fēng)荷載要比單塔的大得多,因此,進(jìn)行相關(guān)的干擾效應(yīng)研究很有必要。
   本文首先采用兩種粗糙條數(shù)量和

2、五種粗糙條厚度分析模型表面粗糙度對(duì)冷卻塔風(fēng)荷載的影響,應(yīng)用本征正交分解法(POD)進(jìn)行風(fēng)壓點(diǎn)的加密和重構(gòu),分析不同粗糙度下冷卻塔的風(fēng)壓分布和總體受力,并將試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范、以往的實(shí)測(cè)和風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn),冷卻塔模型的表面越光滑,喉部附近B層測(cè)點(diǎn)最大負(fù)風(fēng)壓的絕對(duì)值越大;當(dāng)模型表面粗糙條數(shù)量增大時(shí),冷卻塔的底部剪力系數(shù)變大,受到的總體風(fēng)阻力越大;冷卻塔頸部附近的阻力系數(shù)與規(guī)范數(shù)據(jù)接近,而頂部和中下部的阻力系數(shù)比規(guī)范大,需引起設(shè)計(jì)的

3、重視。
   為了研究雙塔和三塔情況下冷卻風(fēng)荷載的干擾效應(yīng),通過(guò)增加模型表面粗糙度的方法以補(bǔ)償模型試驗(yàn)的雷諾數(shù)效應(yīng)。計(jì)算單雙塔的阻力系數(shù)和升力系數(shù),并分析其干擾系數(shù)隨塔間距、風(fēng)向角的變化規(guī)律。研究表明:?jiǎn)嗡闆r下,平均阻力系數(shù)較大,平均升力系數(shù)為零,阻力系數(shù)和升力系數(shù)的均方根數(shù)據(jù)相當(dāng);雙塔情況下,阻力系數(shù)的平均值和極大值對(duì)應(yīng)的干擾系數(shù)幾乎相同,大多數(shù)情況下,升力系數(shù)極大值的干擾系數(shù)大于1,最大的數(shù)據(jù)達(dá)1.87。三塔情況下,順風(fēng)向

4、底部剪力平均值和極大值的干擾系數(shù)大部分都小于1,說(shuō)明呈倒品字形分布的三塔對(duì)風(fēng)通道形成阻擋,使后塔受到的總體阻力變小。橫風(fēng)向底部剪力極大值的干擾系數(shù)大部分超過(guò)1,最大值接近2,說(shuō)明三塔情況下橫風(fēng)向的脈動(dòng)效應(yīng)非常顯著。
   同時(shí),本文也研究了冷卻塔在內(nèi)外壓共同作用的問(wèn)題。研究表明,模型底部開(kāi)孔與否對(duì)外壓幾乎沒(méi)有影響,而內(nèi)壓卻有很大影響,底部開(kāi)孔時(shí)內(nèi)表面風(fēng)壓系數(shù)為-0.4,不開(kāi)孔時(shí)為-0.7左右。內(nèi)壓相當(dāng)于均勻環(huán)壓作用在內(nèi)表面上,其

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