超长距供热管网流固耦合节能优化

发布时间：2022-10-20 16:28

　　燃煤热电联产可大幅度提高煤转化热效率,长距离集中供热可有效化解煤电产能过剩风险,推动区域供热供给侧结构性改革,可有效实现供热污染物集中超低排放,提高城镇供热质量和城镇环境质量。热媒传输管网保温降阻设计是长距集中供热技术关键,论文为实现超长距供热管网的节能优化设计,开展了供热管网温降压损流固耦合计算模型研究,构建供热管网温降压损耦合设计流程算法;开发了可视化供热管网温降压损耦合设计软件,基于软件进行了供热管道各参数影响规律研究;数值试验研究验证了软件设计可靠性,并数值研究了不同保温方式、土壤含水率对供热管道性能影响;研究提出了管网节能优化建议性方案。超长距供热管网温降压损流固耦合设计方法。研究构建了不同敷设方式供热管道散热损失模型,建立了不同敷设方式管道的保温层及散热量计算公式;基于质量守衡定律、动量守恒、能量守恒定律,推导出了供热管道介质流动连续性方程、供热管道介质流动动量方程和供热管道介质流动能量方程;对供热管道流动三大方程进行联立,引入供热管道流体的状态方程和焓方程,建立了供热管网温降压损耦合计算模型;通过对常微分方程的求解算法分析,确定了供热管道温降压损耦合计算模型的求解算法。供... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 管网优化设计研究
        1.2.2 保温结构研究
        1.2.3 计算模型研究
        1.2.4 数值模拟研究
        1.2.5 存在的问题
    1.3 研究目的及其意义
    1.4 研究内容
2 热管网温降压损流固耦合计算模型
    2.1 供热管道热损失计算模型
        2.1.1 架空供热管道保温厚度
        2.1.2 架空供热管道散热量
        2.1.3 直埋供热管道保温厚度
        2.1.4 直埋供热管道散热量
    2.2 供热管道流动计算模型
        2.2.1 供热管道介质流动连续性方程
        2.2.2 供热管道介质流动动量方程
        2.2.3 供热管道介质流动能量方程
    2.3 供热管道温降压损耦合计算模型
    2.4 供热管道温降压损耦合计算算法
    2.5 本章小结
3 供热管网计算程序设计及应用
    3.1 供热管道设计计算程序开发工具
    3.2 供热管道温降压降计算流程设计
    3.3 供热管网计算程序参数确定
        3.3.1 水和水蒸汽性质参数确定
        3.3.2 摩擦系数确定
    3.4 供热管网设计计算程序设计
        3.4.1 水和水蒸汽参数计算软件
        3.4.2 散热量及保温层厚度计算软件
        3.4.3 供热管网温降压损耦合计算软件
    3.5 各参数对供热管网流动传热特性影响
        3.5.1 管段长度对供热管道性能影响
        3.5.2 不同初始温度对供热管道性能影响
        3.5.3 不同初始压力对供热管道性能影响
        3.5.4 不同流量对供热管道性能影响
        3.5.5 不同公称直径对供热管道性能影响
        3.5.6 不同工况供热管网温降压降
    3.6 本章小结
4 供热管道数值模拟研究
    4.1 数值模拟模型建立
        4.1.1 几何模型
        4.1.2 网格模型
        4.1.3 边界条件及计算工况
    4.2 数值模拟结果分析
        4.2.1 架空管道模拟结果分析
        4.2.2 直埋管道模拟结果分析
    4.3 数值模拟与程序计算结果验证
    4.4 供热管网优化设计
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献



本文编号：3694894