本發(fā)明涉及一種通過(guò)在大型冷卻塔風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻嬲迟N特定粗糙度的均勻壁紙，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷睦字Z數(shù)效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償和模擬的技術(shù)措施。

背景技術(shù)：

大型冷卻塔是火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組重要的冷卻設(shè)備之一，作為一種雙曲線型鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，常為發(fā)電廠作為水冷卻設(shè)備作用，其運(yùn)行性能對(duì)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要的影響。其中自然通風(fēng)逆流式雙曲冷卻塔是目前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠中應(yīng)用最為廣泛的一種冷卻塔結(jié)構(gòu)形式，其熱力性能受周邊環(huán)境因素影響較大，在結(jié)構(gòu)方面尤其在受到側(cè)向風(fēng)荷載的作用下使得冷卻塔上部通風(fēng)塔受力極不均勻。風(fēng)荷載對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，變截面雙曲鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)對(duì)脈動(dòng)風(fēng)荷載的影響更為敏感，故通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)來(lái)對(duì)大型冷卻塔的風(fēng)荷載研究是十分有必要的。

風(fēng)洞試驗(yàn)作為結(jié)構(gòu)風(fēng)工程最直接、有效的研究手段。對(duì)于冷卻塔這種具有圓形截面的結(jié)構(gòu)，周?chē)牧鲌?chǎng)同雷諾數(shù)的關(guān)系十分密切。在風(fēng)洞試驗(yàn)中，由于模型進(jìn)行了大幅度的縮小，而風(fēng)速并不能比實(shí)際自然風(fēng)增大很多，導(dǎo)致試驗(yàn)的雷諾數(shù)比實(shí)際雷諾數(shù)小很多，雷諾數(shù)的不一致有可能造成氣動(dòng)力和表面壓力等測(cè)試同真實(shí)結(jié)構(gòu)偏差較大。而通過(guò)增大試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻娲植诙鹊姆椒?，可以在一定程度上消除由于雷諾數(shù)不一致造成的偏差。目前增大粗糙度的方法有打磨、在模型表面粘貼紙膠帶等方法。打磨的方法不容易控制粗糙度的大小和均勻程度，粘貼紙膠帶會(huì)導(dǎo)致整塔表面粗糙度不一，而且均沒(méi)有給出確切的粗糙度值。

為解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)在冷卻塔表面粘貼特定粗糙度的均勻壁紙，來(lái)消除雷諾數(shù)不一致造成的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大型冷卻塔風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬方法，本發(fā)明通過(guò)在冷卻塔表面粘貼具有特定粗糙度的均勻壁紙，來(lái)消除雷諾數(shù)不一致造成的影響，使之能夠精確的對(duì)冷卻塔各處所受到的風(fēng)壓進(jìn)行模擬。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種大型冷卻塔風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬方法：

（1）制作冷卻塔的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，縮尺比例定為1:150；

（2）選取不同種類(lèi)的壁紙，將各種壁紙分別粘貼至冷卻塔模型喉部，來(lái)改變模型表面的粗糙度，分別進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)試?yán)鋮s塔喉部的壓力系數(shù)；

（3）將測(cè)試得到的壓力系數(shù), 同《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，選出與該規(guī)范結(jié)果最接近的一種壁紙，將該壁紙的粗糙度最為最佳粗糙度。；

（4）將具有最佳粗糙度的壁紙粘貼在模型表面，進(jìn)行全塔風(fēng)洞試驗(yàn)，測(cè)試壓力系數(shù)，作為全塔風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果。

優(yōu)選的，所述步驟（2）中粗糙度的表示用“輪廓的算術(shù)平均偏差Ra”和“輪廓均方根偏差Rq”兩個(gè)參數(shù)，其中，，其中：L為粗糙度輪廓曲線圖中的取樣長(zhǎng)度，y為粗糙度輪廓曲線圖上的點(diǎn)到基準(zhǔn)線（x軸）的距離。

優(yōu)選的，所述步驟（2）或/且步驟（4）中的模擬試實(shí)驗(yàn)為風(fēng)洞試實(shí)驗(yàn)，風(fēng)洞為一串聯(lián)雙試驗(yàn)段回/直流邊界層風(fēng)洞，低速試驗(yàn)段寬4.4米，高3米，長(zhǎng)24米，最大風(fēng)速超過(guò)30米/秒；高速試驗(yàn)段寬2.2米，高2米，長(zhǎng)5米，最大風(fēng)速超過(guò)80米/秒。

優(yōu)選的，所述步驟（4）中在模型全塔上的測(cè)壓點(diǎn)布置為自上而下9排測(cè)壓孔，每排36個(gè)測(cè)壓孔的均勻布置形式。

優(yōu)選的，所述壁紙均勻平整地粘貼在試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻妗?/p>

優(yōu)選的，所得到的最佳粗糙度為Ra=34.26m±3m，Rq=40.76m±3m。

優(yōu)選的，壓力系數(shù)數(shù)據(jù)采集采用DTC Initium型電子式壓力掃描，最大可同時(shí)連接8個(gè)壓力掃描閥模塊，其精度達(dá)到±0.15% F.S.，每個(gè)模塊有64個(gè)通道，因此可同步測(cè)量的最多通道數(shù)為512個(gè)，每個(gè)通道的采樣頻率為312.5Hz。

本發(fā)明的有益效果在于，采用模型的方式進(jìn)行測(cè)試時(shí)由于模型進(jìn)行了大幅度的縮小，而風(fēng)速并不能比實(shí)際自然風(fēng)增大很多，導(dǎo)致試驗(yàn)的雷諾數(shù)比實(shí)際雷諾數(shù)小很多，雷諾數(shù)的不一致有可能造成氣動(dòng)力和表面壓力等測(cè)試同真實(shí)結(jié)構(gòu)偏差較大，所以針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供了一種方法，該方法中包含了在模型表面粘貼不同粗糙度的壁紙，首先在模型的喉部進(jìn)行粗糙度測(cè)試實(shí)驗(yàn)，選取最佳的粗糙度壁紙，然后再將此壁紙用于整個(gè)全塔模型，由于確定的最佳粗糙度的壁紙與標(biāo)準(zhǔn)相一致，所以對(duì)全塔的模型試驗(yàn)也十分的準(zhǔn)確，從而避免了雷諾數(shù)不一致而造成的與真實(shí)結(jié)構(gòu)的偏差，消除了不確定值，使最終測(cè)得的模擬數(shù)值與真實(shí)實(shí)際數(shù)值一致，有效地解決了上述問(wèn)題，相對(duì)打磨的方法更加準(zhǔn)確也更加節(jié)省時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1為粗糙度輪廓曲線圖；

圖2 全塔模型測(cè)壓點(diǎn)布置圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：如圖1、圖2所示的一種大型冷卻塔風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬方法，包括以下步驟：

（1）制作取冷卻塔的試驗(yàn)?zāi)Ｐ停s尺比例定為1:150；

（2）選取不同種類(lèi)的壁紙，將各類(lèi)壁紙分別粘貼至冷卻塔模型喉部，壁紙均勻平整地粘貼在試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻?，采用在冷卻塔模型表面粘貼壁紙的方法改變其粗糙度，分別確定每一類(lèi)壁紙對(duì)冷卻塔模型喉部所造成的粗糙度，分別對(duì)每一類(lèi)壁紙進(jìn)行喉部模型試驗(yàn)，采集冷卻塔喉部的壓力系數(shù)；粗糙度的表示用“輪廓的算術(shù)平均偏差Ra”和“輪廓均方根偏差Rq”兩個(gè)參數(shù)，其中，，其中：L為粗糙度輪廓曲線圖中的取樣長(zhǎng)度，y為粗糙度輪廓曲線圖上的點(diǎn)到基準(zhǔn)線（x軸）的距離；模擬實(shí)驗(yàn)為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。

（3）將測(cè)試得到的多個(gè)壓力系數(shù), 同《工業(yè)循環(huán)水冷卻設(shè)計(jì)規(guī)范》給出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，選出與該規(guī)范結(jié)果最接近的一種壁紙所造成的最佳粗糙度；最佳粗糙度為Ra=34.26m±3m，Rq=40.76m±3m。

（4）利用在冷卻塔喉部粗糙試驗(yàn)所得到的最佳粗糙度所對(duì)應(yīng)的壁紙進(jìn)行全塔模擬試驗(yàn)，測(cè)試壓力系數(shù)，最為全塔風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果。風(fēng)洞試驗(yàn)使用的風(fēng)洞為一串聯(lián)雙試驗(yàn)段回/直流邊界層風(fēng)洞，低速試驗(yàn)段寬4.4米，高3米，長(zhǎng)24米，最大風(fēng)速超過(guò)30米/秒；高速試驗(yàn)段寬2.2米，高2米，長(zhǎng)5米，最大風(fēng)速超過(guò)80米/秒。

在模型全塔上的測(cè)壓點(diǎn)布置為自上而下9排測(cè)壓孔，每排36個(gè)測(cè)壓孔的均勻布置形式。

壓力系數(shù)數(shù)據(jù)采集采用DTC Initium型電子式壓力掃描，最大可同時(shí)連接8個(gè)壓力掃描閥模塊，其精度達(dá)到±0.15% F.S.，每個(gè)模塊有64個(gè)通道，因此可同步測(cè)量的最多通道數(shù)為512個(gè)，每個(gè)通道的采樣頻率為312.5Hz。

風(fēng)洞試驗(yàn)中由于模型進(jìn)行了大幅度的縮小，而風(fēng)速并不能比實(shí)際自然風(fēng)增大很多，導(dǎo)致試驗(yàn)的雷諾數(shù)比實(shí)際雷諾數(shù)小很多，雷諾數(shù)的不一致有可能造成氣動(dòng)力和表面壓力等測(cè)試同真實(shí)結(jié)構(gòu)偏差較大，所以針對(duì)上述情況，本發(fā)明提供了一種方法，該方法中包含了在模型表面粘貼不同粗糙度的壁紙，首先在模型的喉部進(jìn)行粗糙度測(cè)試試驗(yàn)，選取最佳的粗糙度壁紙，然后再將此壁紙用于整個(gè)全塔模型，由于確定的最佳粗糙度的壁紙與標(biāo)準(zhǔn)相一致，所以對(duì)全塔的模型試驗(yàn)也十分的準(zhǔn)確，從而避免了雷諾數(shù)不一致而造成的與真實(shí)結(jié)構(gòu)的偏差，消除了不確定值，使最終測(cè)得的模擬數(shù)值與實(shí)際數(shù)值一致，有效地解決了上述問(wèn)題，相對(duì)打磨的方法更加準(zhǔn)確也更加節(jié)省時(shí)間。