不同结构波形板汽水分离器性能的研究

发布时间：2017-09-30 23:05

  本文关键词：不同结构波形板汽水分离器性能的研究

  更多相关文章： 波形板分离器 临界破膜速度 单级分离效率 液滴粒径 液滴行为

【摘要】：摘要：为了提高燃气-蒸汽联合循环发电系统中余热锅炉的热效率,余热锅炉通常会使用双压或三压汽水循环方式,相应的会有两个或三个汽包。作为汽包中常用的汽水分离装置,波形板分离器在汽水分离过程中有较大作用,其性能的好坏对饱和蒸汽中携带液滴量的多少有直接影响,并间接影响换热器、汽轮机运行的安全性,因此对波形板分离器性能的研究十分重要。为分析波形板分离器单级分离效率、总分离效率、压降、出口液滴粒径等特性,进而提高波形板分离器分离性能,本文对适用于余热锅炉内的不同钩结构波形板分离器进行了试验和数值模拟的研究,同时对不同板间距的双钩波形板分离器的特性进行了对比分析。本文为波形板选型和结构优化提供了依据。本文主要做了以下工作：通过冷态试验研究了不同钩结构和不同板间距波形板的单级分离效率、总分离效率、压降、进出口液滴粒径等特性,并通过数值模拟进一步分析了波形板分离器内部流场以及液滴行为。结果表明：波形板的总分离效率呈现先增后减的趋势；2h型波形板的临界破膜速度最高,约为7m/s;2h型波形板最高分离效率为98.5%,且总分离效率整体上高于其他几种波形板；1h型波形板的挡板结构在入口风速超过约6m/s时对分离效率影响较大；1h型、2hm型波形板的压降相对其他几种波形板更大；波形板出口液滴粒径会在临近临界破膜速度时突然增大；采用wall-film模型对总分离效率进行模拟,模拟结果与试验结果在趋势上保持一致；0h型、1h型、2h型、2hs型、2hm型波形板总分离效率模拟值最高为92.5%、99.3%、99.8%、94.1%、90.1%。综合各项性能后认为,2h型波形板分离器性能最优,应优先考虑使用。
【关键词】：波形板分离器 临界破膜速度 单级分离效率 液滴粒径 液滴行为
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK229.929
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-21
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 汽水分离装置分类及基本原理15-18
• 1.2.1 一次分离元件16-17
• 1.2.2 二次分离元件17-18
• 1.3 波形板汽水分离器的研究现状18-20
• 1.4 本文研究的目的及内容20-21
• 2 波形板汽水分离器分离过程的机理分析与理论模型21-29
• 2.1 波形板分离过程机理分析21-23
• 2.1.1 汽包中液滴的形成机理21
• 2.1.2 波形板分离器内液滴的运动机理21-22
• 2.1.3 二次携带22
• 2.1.4 液膜破裂的机理分析22-23
• 2.2 波形板分离过程理论模型23-28
• 2.2.1 控制方程24
• 2.2.2 汽相的理论模型24-26
• 2.2.3 液滴相的理论模型26-27
• 2.2.4 液膜相的理论模型27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 波形板汽水分离器冷态试验介绍29-36
• 3.1 试验条件29-31
• 3.1.1 波形板分离器29-30
• 3.1.2 冷态试验台架30-31
• 3.2 试验方法31-33
• 3.3 波形板性能的测量原理与方法33-35
• 3.3.1 分离效率的测量方法33
• 3.3.2 进出口液滴粒径的测量原理与方法33-34
• 3.3.3 波形板分离器前后压降的测量与阻力系数的计算34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 波形板汽水分离器冷态试验研究36-53
• 4.1 不同钩结构波形板性能研究36-42
• 4.1.1 总分离效率36-38
• 4.1.2 单级分离效率38-41
• 4.1.3 阻力特性41-42
• 4.2 不同板间距波形板分离器性能研究42-46
• 4.2.1 总分离效率42-43
• 4.2.2 单级分离效率43-45
• 4.2.3 阻力特性45-46
• 4.3 波形板分离器出口液滴粒径的研究46-50
• 4.3.1 分离效率与出口粒径的关系46-48
• 4.3.2 不同钩结构波形板分离器的出口液滴粒径比较48-49
• 4.3.3 不同板间距波形板分离器的出口液滴粒径比较49-50
• 4.4 本章小结50-53
• 5 波形板汽水分离器数值模拟研究53-70
• 5.1 引言53
• 5.2 模型设置53-57
• 5.2.1 研究对象53-54
• 5.2.2 网格划分54-55
• 5.2.3 湍流模型55-56
• 5.2.4 离散相模型56
• 5.2.5 边界条件56
• 5.2.6 求解器设置56-57
• 5.2.7 收敛条件57
• 5.2.8 收敛条件57
• 5.3 气相模拟结果与分析57-62
• 5.3.1 不同钩结构波形板流场的模拟57-59
• 5.3.2 不同板间距波形板流场的模拟59-61
• 5.3.3 波形板压降的模拟61-62
• 5.4 离散相模拟结果与分析62-68
• 5.4.1 不同钩结构波形板液滴行为的模拟62-64
• 5.4.2 不同板间距波形板液滴行为的模拟64-66
• 5.4.3 波形板总分离效率的模拟66-68
• 5.5 本章小结68-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 全文总结70-71
• 6.2 工作展望71
• 6.3 创新点71-72
• 参考文献72-75
• 作者简历75

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本文编号：950909