双并联传热管静态不稳定性及流量分配数值模拟
发布时间：2021-10-21 11:33
在锅炉、冷凝器、蒸发器等换热设备中,使用并联管组能够有效增加传热面积,强化换热。布置有并联管道的热交换器,其传热效果取决于平行通道内质量流量分布的均匀性。流量分配不均会导致壁温分布不均,出口蒸汽质量无法保证。因此,研究并联管道的流动传热特性,了解平行管内的流量漂移不稳定性原理是很有必要的。以热力发电系统中的直接式蒸汽发生器并联传热管为原型,结合汽水两相实验台的结构参数,建立并联管组一维两相流动数学模型。根据工质出口状态,将实验段分为过冷区、两相区和过热区。使用MATLAB语言自主开发稳态仿真程序,使用MATLAB/SIMULINK模块搭建动态仿真模型,研究运行条件和几何条件对于平行管内流动特性及流量分配的影响规律。根据稳态仿真结果,在均匀加热的单管中,流量与阻力不是单调关系,在两相区为负斜率,流动阻力随着流量的增加而减少,单管系统在负斜率区运行时,流量漂移导致系统不稳定。而在双管系统中,流量和压力的多值对应关系更为复杂,当两支管出口均为两相时,即使流量均匀分配系统也不稳定。流量漂移会使质量流量从均匀分布变为极不均匀。分流比从0.5上升至0.9以上。此外还探究了运行条件和几何参数对于流动...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 汽液两相流国内外研究进展
1.2.1 汽液两相流流动传热研究进展
1.2.2 汽液两相不稳定性研究进展
1.3 并联管内流动传热特性研究
1.4 本文主要研究内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 并联双管物理模型与数学模型建立
2.1 概述
2.2 并联双管物理模型
2.3 双管系统模型建立
2.3.1 初始条件
2.3.2 单管稳态计算
2.3.3 两相流动压降分析
2.3.4 并联管组数学模型
2.4 流量漂移理论及系统稳定性分析基础
2.5 瞬态分析
2.6 本章小结
第3章 汽液两相流仿真模型的建立
3.1 概述
3.2 仿真模型建立
3.2.1 Matlab/Simulink简介
3.2.2 稳态仿真算法
3.2.3 动态模型搭建
3.3 本章小结
第4章 并联双管两相流稳态特性分析
4.1 概述
4.2 单管稳态流动特性分析
4.2.1 单管模型验证
4.2.2 不同热流量下的流动分析
4.2.3 不同入口过冷度流动分析
4.2.4 不同压力下流动分析
4.2.5 不同管径内流动分析
4.3 并联双管系统稳态分析
4.3.1 双管模型验证
4.3.2 运行条件不同时的流动分析
4.3.3 双管几何参数不同时的流动分析
4.4 本章小结
第5章 并联双管两相流动态特性分析
5.1 概述
5.2 双管瞬态模拟
5.2.1 质量流量扰动下动态响应
5.2.2 入口温度线性变化时动态响应
5.2.3 热流量线性变化时瞬态响应
5.2.4 双管几何参数不同时的瞬态响应
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国核能利用现状及未来展望[J]. 陈小砖,李硕,任晓利,朱崎峰,盛伟. 能源与节能. 2018(08)
[2]自然循环条件下蒸汽发生器U型传热管倒流分布特性的实验研究[J]. 唐瑜,徐建军,谢添舟,周慧辉,黄彦平,谭曙时. 核动力工程. 2018(04)
[3]未来我国核能技术发展的主要方向和重点[J]. 叶奇蓁. 中国核电. 2018(02)
[4]浅议核能、环境与公众[J]. 姜子英. 核安全. 2018(02)
[5]核电发展趋势和我国核电产业化研究[J]. 刘浩鸾. 低碳世界. 2017(36)
[6]竖直并联管间两相流偏流研究[J]. 王玲,刘金平,许雄文. 工业炉. 2017(03)
[7]世界核能概述[J]. 郭久亦,于冰. 世界环境. 2017(02)
[8]Safety and effective developing nuclear power to realize green and low-carbon development[J]. YE Qi-Zhen. Advances in Climate Change Research. 2016(Z1)
[9]并联管组流体特性分析及均流模型设计[J]. 杨程,刘宏昭,原大宁. 太阳能学报. 2015(07)
[10]水平管内汽液两相流流型及换热特性数值模拟[J]. 李书磊,蔡伟华,李凤臣. 哈尔滨工业大学学报. 2014(08)
硕士论文
[1]直接蒸汽发生器并联管道间两相流的不稳定性研究[D]. 周健铿.华北电力大学 2015
[2]太阳能热发电DSG技术两相流不稳定性的实验研究[D]. 高雷.华北电力大学 2015
[3]核电蒸汽发生器热工水力稳态特性计算分析研究[D]. 姚彦贵.上海交通大学 2007
本文编号：3448894
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 汽液两相流国内外研究进展
1.2.1 汽液两相流流动传热研究进展
1.2.2 汽液两相不稳定性研究进展
1.3 并联管内流动传热特性研究
1.4 本文主要研究内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 并联双管物理模型与数学模型建立
2.1 概述
2.2 并联双管物理模型
2.3 双管系统模型建立
2.3.1 初始条件
2.3.2 单管稳态计算
2.3.3 两相流动压降分析
2.3.4 并联管组数学模型
2.4 流量漂移理论及系统稳定性分析基础
2.5 瞬态分析
2.6 本章小结
第3章 汽液两相流仿真模型的建立
3.1 概述
3.2 仿真模型建立
3.2.1 Matlab/Simulink简介
3.2.2 稳态仿真算法
3.2.3 动态模型搭建
3.3 本章小结
第4章 并联双管两相流稳态特性分析
4.1 概述
4.2 单管稳态流动特性分析
4.2.1 单管模型验证
4.2.2 不同热流量下的流动分析
4.2.3 不同入口过冷度流动分析
4.2.4 不同压力下流动分析
4.2.5 不同管径内流动分析
4.3 并联双管系统稳态分析
4.3.1 双管模型验证
4.3.2 运行条件不同时的流动分析
4.3.3 双管几何参数不同时的流动分析
4.4 本章小结
第5章 并联双管两相流动态特性分析
5.1 概述
5.2 双管瞬态模拟
5.2.1 质量流量扰动下动态响应
5.2.2 入口温度线性变化时动态响应
5.2.3 热流量线性变化时瞬态响应
5.2.4 双管几何参数不同时的瞬态响应
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国核能利用现状及未来展望[J]. 陈小砖,李硕,任晓利,朱崎峰,盛伟. 能源与节能. 2018(08)
[2]自然循环条件下蒸汽发生器U型传热管倒流分布特性的实验研究[J]. 唐瑜,徐建军,谢添舟,周慧辉,黄彦平,谭曙时. 核动力工程. 2018(04)
[3]未来我国核能技术发展的主要方向和重点[J]. 叶奇蓁. 中国核电. 2018(02)
[4]浅议核能、环境与公众[J]. 姜子英. 核安全. 2018(02)
[5]核电发展趋势和我国核电产业化研究[J]. 刘浩鸾. 低碳世界. 2017(36)
[6]竖直并联管间两相流偏流研究[J]. 王玲,刘金平,许雄文. 工业炉. 2017(03)
[7]世界核能概述[J]. 郭久亦,于冰. 世界环境. 2017(02)
[8]Safety and effective developing nuclear power to realize green and low-carbon development[J]. YE Qi-Zhen. Advances in Climate Change Research. 2016(Z1)
[9]并联管组流体特性分析及均流模型设计[J]. 杨程,刘宏昭,原大宁. 太阳能学报. 2015(07)
[10]水平管内汽液两相流流型及换热特性数值模拟[J]. 李书磊,蔡伟华,李凤臣. 哈尔滨工业大学学报. 2014(08)
硕士论文
[1]直接蒸汽发生器并联管道间两相流的不稳定性研究[D]. 周健铿.华北电力大学 2015
[2]太阳能热发电DSG技术两相流不稳定性的实验研究[D]. 高雷.华北电力大学 2015
[3]核电蒸汽发生器热工水力稳态特性计算分析研究[D]. 姚彦贵.上海交通大学 2007
本文编号：3448894
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