波形板式汽水分离器的仿真建模研究

发布时间：2020-08-12 07:29

【摘要】：汽水分离器是核电系统中的重要部件。汽水分离器的作用是将蒸汽发生器产生的湿蒸汽进行除湿,防止由于蒸汽湿度过大导致的汽轮机叶片冲蚀,提高汽轮机系统的经济性和安全性。作为一类汽水分离器,波形板式汽水分离器采用物理分离方式,该汽水分离器依靠饱和蒸汽和夹带在蒸汽之中的水滴的密度差,惯性力差,附着力差进行汽水分离。影响波形板式汽水分离器分离效率的因素有很多,如波形板本身的结构参数,液滴直径,气流速度,密度等。本文以核电厂的某波形板式汽水分离器为研究对象,采用CFD数值模拟方法,根据波形板汽水分离器研究对象的结构尺寸,使用AUTOCAD建模软件绘制结构模型,采用ICEM软件划分网格,选取离散相模型进行液滴运动模拟,利用Fluent进行计算分析。同时,研究了计算模型中萨夫曼力,虚拟质量力,压力梯度力,随机追踪模型以及随机碰撞聚合模型对汽水分离器性能的影响,根据研究结果对计算模型进行简化修正,最终选定了研究液滴颗粒的计算模型。采用离散相模型模拟内部流场,将波形板式汽水分离器内的空气和水滴分开考虑,先对波形板间的气流场进行数值计算,采用控制变量法研究波形板式汽水分离器的板间距,折边数,折角角度等结构参数及液滴粒子直径,气流速度等多种工作参数对波形板式汽水分离器压降及分离效率的影响。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM623.4
【图文】：

波形板,波形板汽水分离器,汽水分离器,气液两相流动

第 1 章绪论线。当液滴通过弯道时，液体和固体颗粒由于具有较大惯性，易从主体气流中脱离，被具有较好吸附力的波形板金属壁面捕获。液体和固体颗粒被壁面吸附后形成一层液膜，由于重力的作用，液膜聚集加厚，最终顺着波形板组件壁面流进疏水槽。气体则能顺利的通过折板通道排出。波形板式汽水分离器的设计保证了壁面液膜可以在第一时间被手机，设计同时控制了压力损失。

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哈尔滨工程大学硕士学位论文2) 其六面体网格划分功能具有映射技术；3) 能够根据用户需要编辑网格；4) 在生成六面体边界层网格方面具有独特的网格生成技术；5) 能够完成对网格质量的监控[38]。2 Fluent 介绍本文选择 Fluent 软件来进行数值计算。Fluent 的模拟范围包含了从不可压缩可压缩在内的各种复杂流动。

湍流模型,液滴

哈尔滨工程大学硕士学位论文式中，gu 是气流速度，单位 m/s，2S d / 4是通道截面积，单位 m2，DC 是阻力。当液滴与流道内其他流体存在速度差，并且流体速度梯度方向与液滴运动方向垂，液滴两侧会拥有不同的流速，这时由于速度不同会产生一个由低速指向高速方向力，这个力被称为萨夫曼力。萨夫曼力常见于边界层的高切向应力区，公式如下：(2-在波形板流道中，如果液滴的线速度大于气流的线速度，萨夫曼力会推动液滴向道壁面运动，反之，就推动液滴向着流道中心运动。直径较大的液滴由于自身惯性，可以产生与流体不同的速度，进而加强液滴向流道壁面处的运动。同时，涡流也促进这种速度差异的形成。

【参考文献】