過冷水中蒸汽淹沒射流的直接接觸冷凝因具有較高的傳熱和傳質(zhì)速率而受到密切關(guān)注,且廣泛應(yīng)用在余熱回收、蒸汽蓄熱器、混合式加熱器和核反應(yīng)堆泄壓等系統(tǒng)中。本文采用實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值計(jì)算結(jié)合的方法對管內(nèi)流動水中蒸汽淹沒射流的直接接觸冷凝特性進(jìn)行了深入研究,主要研究工作如下:搭建了管內(nèi)流動水中蒸汽淹沒射流的可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),運(yùn)用高速攝像系統(tǒng)記錄透明實(shí)驗(yàn)段內(nèi)蒸汽淹沒射流冷凝現(xiàn)象,結(jié)合MATLAB數(shù)字化圖像處理方法獲取了明確的汽液界面,識別了汽羽形狀并提取其特征參數(shù),包括穿透長度和界面積。在較寬的流動工況范圍（噴嘴出口蒸汽質(zhì)流密度226-750 kg/（m2·s）,二次流入口水溫7.5-66.8℃:,水流Re數(shù)7000-32215）系統(tǒng)分析了蒸汽射流凝結(jié)汽羽形態(tài)、射流穿透特性和傳熱特性。在150個(gè)實(shí)驗(yàn)工況下總計(jì)觀察到5種典型的汽羽形狀:半球形、錐形、收縮-膨脹-收縮形、橢圓形和發(fā)散形,并繪制了以蒸汽質(zhì)流密度、過冷水溫和水流Re數(shù)為坐標(biāo)軸的汽羽形態(tài)三維分布圖。隨著噴嘴出口蒸汽質(zhì)流密度和過冷水溫的升高,汽羽無量綱穿透長度明顯增大。然而,當(dāng)水流Re數(shù)增大時(shí),汽羽無量綱穿透長度將會大幅減小。實(shí)驗(yàn)測量的無量綱汽羽穿透... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：186 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１常見冷凝形式：（ａ）壁面膜狀凝結(jié)（ｂ）壁面珠狀凝結(jié)（ｃ）由壓力變化引起的均相??凝結(jié)（ｄ）蒸汽空間內(nèi)過冷水射流直接接觸冷凝（ｅ）過冷水表面的蒸汽直接接觸冷凝（ｆ）??

蓄熱器是一個(gè)用來存儲和釋放蒸汽的大容器。因?yàn)檎羝芏刃。苯觾Υ嬲??汽需要較大體積的壓力容器。所以實(shí)際應(yīng)用的蓄熱器以高溫?zé)崴疄檩d熱體，將熱??能存在高壓飽和熱水；需用蒸汽時(shí)，再利用降壓閃蒸生成蒸汽。如圖１．３所示為??變壓式蓄熱器，蓄熱器內(nèi)部的核心部件是充汽噴嘴和水循環(huán)套管，二者沿長度方??向均勻分布。在蓄熱之前，蓄熱器容器內(nèi)部約有一半的水。當(dāng)系統(tǒng)處于蓄熱狀態(tài)??時(shí)，蒸汽由噴嘴噴射進(jìn)入循環(huán)套管，過冷水中的蒸汽射流發(fā)生凝結(jié)，液位升高，??液位上的蒸汽占據(jù)空間減小，因而壓力提高。當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到容器限定壓力時(shí)，??充汽蓄熱階段結(jié)束。??３??

ｅＬ＿＿ｉｚ?＾?Ｉ??過冷水??圖１．２汽水噴射器結(jié)構(gòu)示意圖Ｗ??２．蒸汽蓄熱器??為了平衡蒸汽的供求關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中往往存在負(fù)荷變動較大的系統(tǒng)，這??時(shí)需要設(shè)置儲能的設(shè)備，叫做蓄熱器［５９］。當(dāng)生產(chǎn)的蒸汽超過負(fù)荷需要時(shí)，可由蓄??熱器儲存富余蒸汽熱量；當(dāng)鍋爐供汽不能滿足高峰負(fù)荷需求時(shí)，可啟用蓄熱器補(bǔ)??充熱量，從而滿足高負(fù)荷的需求。采用蒸汽蓄熱系統(tǒng)可以降低鍋爐的安裝容量，??同時(shí)可以保證鍋爐穩(wěn)定高效地運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)約燃料的目的。??蓄熱器是一個(gè)用來存儲和釋放蒸汽的大容器。因?yàn)檎羝芏刃�，直接儲存�??汽需要較大體積的壓力容器。所以實(shí)際應(yīng)用的蓄熱器以高溫?zé)崴疄檩d熱體，將熱??能存在高壓飽和熱水；需用蒸汽時(shí)


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