管内微直肋凝结换热特性实验及数值分析

发布时间：2023-03-04 01:26

　　本文介绍了电站空冷岛的发展背景以及研究现状,通过对不同散热器的管内工质、管型、长径比以及热通量的比较,确定并建立了微直肋管散热器模型,模拟电站空冷岛的环境,对不同倾角下微直肋圆管换热进行实验与数值模拟研究,并与光管换热能力进行比较。实验选用长为1140mm的微直肋管,管内径为7 mm,外径为8 mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°。实验选取微肋管与地面角分别为30°、45°、60°、75°、90°,通过改变蒸汽质量流量和空气侧的进风量对换热性能进行探究。空气雷诺数的范围为4000-6000,冷凝水的雷诺数范围为60-160。比较了在不同空气雷诺数下的换热量、不同倾角下的换热量、不同蒸汽流速下冷凝换热系数以及不同倾角下冷凝的换热系数。采用模拟的方法,模拟长为600mm,管内径为7mm,肋高0.25 mm,齿数为62,肋顶角为15°的微直肋管和长为600mm,管内径为7mm光管的水蒸气管内凝结换热。设置恒定的壁面温度,选取VOF模型与Lee模型,通过改变管子的倾斜角度和进口蒸汽的质量流量对冷凝进行模拟。并将模拟结果与实验结果进行相互验证。通过实验与数值模拟的方法,得到管内的...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 CFD模拟凝结换热概述
    1.4 本文主要工作
2 电站空冷岛及其散热器简介
    2.1 空冷技术概述
        2.1.1 直接空冷系统
        2.1.2 混凝式间接空冷系统
        2.1.3 表凝式间接空冷系统
    2.2 直接空冷机组的经济性
    2.3 直接空冷机组在我国的发展
    2.4 空冷岛散热器简介
3 可倾斜散热器管内凝结换热试验系统
    3.1 蒸汽供给系统
    3.2 冷却风系统
    3.3 角度控制系统
    3.4 冷凝水回收系统
    3.5 测量系统
4 实验方法及数据处理
    4.1 实验试件
    4.2 实验方法
        4.2.1 空气侧的换热
        4.2.2 蒸汽侧实验数据的处理
        4.2.3 蒸汽侧实验步骤
    4.3 实验误差分析
        4.3.1 蒸汽参数测量误差分析
        4.3.2 空气吸热侧测量误差分析
        4.3.3 实验过程总误差
5 实验结果分析
    5.1 不同风速下换热量
    5.2 不同冷凝水流速下管内凝结换热系数
    5.3 不同倾斜角下的管内凝结换热系数
    5.4 微直肋管换热系数与Shah关联式的对比
6 管内凝结换热数值模拟
    6.1 几何模型和网格划分
        6.1.1 几何模型
        6.1.2 网格划分
    6.2 传热传质模型选择
    6.3 VOF相交界面的捕捉
    6.4 物理模型及控制方程
        6.4.1 模型的假设
        6.4.2 控制方程的确定
    6.5 边界条件的设定
7 模拟结果分析
    7.1 冷凝换热模型与Shah公式的比较
    7.2 速度场分析
    7.3 温度场分析
    7.4 5°倾斜角度下传热系数
8 结论
致谢
参考文献
附录 A 符号表



本文编号：3753471