水电站混凝土骨料风冷系统优化设计研究

论文摘要

水电站大坝工程建设项目中，由于各原材料初始温度较高、水泥水化热、拌合热等作用，导致自然拌合混凝土内部温度过高，并且水电站混凝土自然散热较缓慢，为了防止施工过程中混凝土因温度应力发生裂缝，进而对工程质量及安全性造成严重影响，因此，为了确保水电站大坝的浇筑质量，对混凝土进行预冷成为混凝土浇筑使用前必不可少的工序。目前工程中混凝土预冷方式主要有水冷、风冷及加冰拌合冷却三种方式。为了保证骨料含水率达到使用要求，风冷骨料工艺被看作是不可缺少的环节。在整个骨料风冷系统中，冷风和骨料进行热交换主要是在风冷料仓中进行，风冷料仓时骨料风冷工艺中的核心设备，其设计的好坏将直接关系到骨料的预冷效果。介绍了水电站大坝混凝土中粗骨料物理性能；给出了风冷骨料冷负荷等相关计算公式；给出了料仓截面积和高度的计算方法。并根据料仓内送回风口位置的不同对其内部气流组织进行了CFD模拟分析，结果表明：采用送回风口分别位于料仓异侧，且配风仓全部深入料仓内，该类型的料仓内气流几乎无短路情况，气流组织较好。根据固定床模型、孔隙流理论及相关流体力学知识，经推导和实际工程数据修正得到风冷料层阻力计算式；并利用实测数据计算得出综合阻力系数。为减少料仓中冷量损失、提高风冷骨料系统的经济性，提出在料仓入口处加锁气装置和在回风管中加除尘设备的新方法；认为舌板式锁气器较适用风冷料仓，为了使其与风冷料仓更好的配合使用，对舌板式锁气器提出了改进措施，认为重力沉降室更适合用于风冷骨料系统中。本文通过以上内容对风冷料仓进行了全面的优化设计，其结果将对混凝土骨料的预冷效果及节约风冷系统冷量有着重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及必要性
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究必要性
• 1.2 国内外研究现状概况
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究内容及意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 2 水电站混凝土骨料预冷技术概述
• 2.1 粗骨料
• 2.2 风冷骨料技术
• 2.2.1 采用风冷骨料的原因
• 2.2.2 风冷骨料系统
• 2.2.3 风冷骨料传统工艺
• 2.2.4 风冷骨料相关计算
• 2.3 小结
• 3 混凝土骨料风冷料仓形式设计
• 3.1 概述
• 3.2 料仓内骨料流态
• 3.3 料仓尺寸确定
• 3.3.1 料仓断面积
• 3.3.2 料仓高度
• 3.4 料仓配风方式
• 3.4.1 物理模型
• 3.4.2 数学模型
• 3.5 小结
• 4 风冷骨料料仓阻力和系统总阻力
• 4.1 风冷骨料料仓阻力
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 模型的建立
• 4.1.3 料仓阻力小结
• 4.2 风冷骨料系统总阻力
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 风冷骨料系统总阻力
• 4.2.3 总阻力小结
• 4.3 小结
• 5 风冷骨料系统附属装置
• 5.1 概述
• 5.2 舌板式锁气器
• 5.3 重力沉降室
• 5.4小结
• 6 结论
• 6.1 研究结论
• 6.2 进一步研究工作建议
• 致谢
• 参考文献
• 图表目录