间接空冷凝汽器翅片管束传热特性数值研究

发布时间：2017-10-22 16:21

  本文关键词：间接空冷凝汽器翅片管束传热特性数值研究

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【摘要】：随着现代化工业的发展,人口的增长,我国能源匮乏的现象越来越严重,在水资源上体现的尤为明显。作为用水大户,火力发电企业在节水方面责无旁贷。空冷散热器作为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电站间冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。本文利用FLUENT软件对电站间接空冷凝汽器矩形翅片圆管管外空气侧的流动与换热特性进行三维数值模拟,通过对基管直径进行相应的数值研究,对翅片表面温度分布、翅片间速度分布进行分析,获得了空冷散热器冷却空气流动阻力和平均对流换热系数随迎面风速的变化规律,拟合得到了摩擦因子与努赛尔特数随雷诺数的变化关系。利用对流换热的综合性能评价标准,对翅片管束的流动传热性能进行了比较。结果表明,随着基管直径增加,翅片管的流动压降和对流换热系数随之增加。在不同迎面风速条件下,采用直径为25mm的基管的翅片管的综合评价指标PEc最高；风速较小时,管径为20mm、25mm、30mm及35mm时PEC差不大,但都明显高于管径为40mm时的PEc。整体看来,25mm的管径表现出较好的综合性能。以波纹圆形基管翅片管束为基础,考察翅片表面结构发生变化对流动与换热的影响。结果表明,对于波纹翅片而言,相比平直波形翅片管束,曲面波形翅片管束在降低流动压降同时,可以提高对流换热系数。当Re小于700时,A型平直波形翅片管束与B型曲面波形翅片管束无异；当Re大于700时,B3型翅片管的综合性能优于其他管型,可为相关的理论研究和工程应用提供参考。
【关键词】：间接空冷 矩形翅片 波纹圆形基管翅片 流动换热特性
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK124;TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外空冷技术研究现状12-13
• 1.2.2 国内空冷技术研究现状13-14
• 1.3 课题主要研究内容14-15
• 第2章 Fluent软件介绍及强化换热技术15-22
• 2.1 Fluent软件介绍15-18
• 2.1.1 分离求解方法16-17
• 2.1.2 耦合求解方法17-18
• 2.2 强化换热技术18-20
• 2.2.1 强化传热技术概述18-19
• 2.2.2 增大平均传热温差强化传热19
• 2.2.3 增加传热面积强化传热19-20
• 2.2.4 提高传热系数强化传热20
• 2.3 本章小结20-22
• 第3章 圆形基管换热器的数值研究22-34
• 3.1 几何模型22-24
• 3.1.1 模型建立22-23
• 3.1.2 边界条件设定23
• 3.1.3 网格划分23-24
• 3.2 数学模型24-27
• 3.2.1 控制方程24-25
• 3.2.2 收敛准则25-26
• 3.2.3 数据处理方法26-27
• 3.3 温度场和流场27-31
• 3.4 结果及分析31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 波纹翅片管换热器的数值研究34-43
• 4.1 几何模型34-36
• 4.1.1 模型建立34-35
• 4.1.2 边界条件设定35
• 4.1.3 模型验证35-36
• 4.2 翅片波形对换热特性的影响36-38
• 4.3 翅片间距对换热特性的影响38-42
• 4.3.1 翅片间距对温度场和流场的影响38-40
• 4.3.2 结果及分析40-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章 结论与展望43-45
• 5.1 主要结论43
• 5.2 工作展望43-45
• 参考文献45-48
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果48-49
• 致谢49-50
• 作者简介50

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本文编号：1079159