一種新型的煤氣化制氫技術(shù)逐漸成為能源領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn),煤與超臨界水蒸氣在高溫條件下發(fā)生氧化反應(yīng),生成高溫高壓的水蒸氣和二氧化碳的混合物被直接通入透平做功,而做功后的混合物被通入凝汽器進(jìn)行冷凝分離。目前工程上關(guān)于凝汽器內(nèi)含不凝氣體的冷凝換熱研究大多是與空氣相關(guān),含二氧化碳的水蒸氣冷凝研究內(nèi)容較少,因此,本文研究含二氧化碳的水蒸氣冷凝換熱的傳熱傳質(zhì)過程。構(gòu)造冷凝模型的難點(diǎn)在于兩相流的計(jì)算與相間質(zhì)量交換,本文采用多相流模型中的流體體積模型（VOF）,通過引入相體積分?jǐn)?shù)的概念求解兩相流的控制方程。并且采用了基于氣體分子動(dòng)力學(xué)理論的相變模型,編寫了合適的用戶自定義函數(shù)（UDF）,用于計(jì)算兩相之間的質(zhì)量傳遞,作為質(zhì)量源項(xiàng)添加進(jìn)控制方程中。為了計(jì)算混合氣體的對(duì)流與擴(kuò)散過程,引入組分輸運(yùn)模型。因?yàn)槔淠禂?shù)屬于半經(jīng)驗(yàn)系數(shù),為了驗(yàn)證冷凝系數(shù)的可靠性,首先通過對(duì)含空氣的水蒸氣在圓管外的冷凝過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并且將模擬得到工況與文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)擬合值對(duì)比分析,分析計(jì)算出合適的冷凝系數(shù),同時(shí)驗(yàn)證冷凝模型的可靠性與穩(wěn)定性。采用計(jì)算出的冷凝系數(shù)構(gòu)造的冷凝模型對(duì)含二氧化碳的水蒸氣冷凝過程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析可以發(fā)現(xiàn)隨二氧化碳... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 含不凝氣體的蒸汽冷凝與對(duì)流換熱研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 含不凝氣體的蒸汽冷凝模型
    2.1 VOF模型
        2.1.1 VOF模型概述
        2.1.2 數(shù)學(xué)模型
        2.1.3 源項(xiàng)設(shè)置
    2.2 組分輸運(yùn)模型
        2.2.1 數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 控制方程
    2.3 物性參數(shù)
        2.3.1 水蒸氣及液態(tài)水的物性參數(shù)
        2.3.2 二氧化碳的物性參數(shù)
3 單管外冷凝的數(shù)值模擬
    3.1 含空氣的不凝氣體單管外冷凝的數(shù)值模擬
        3.1.1 網(wǎng)格劃分及計(jì)算模型
        3.1.2 干空氣物性參數(shù)
        3.1.3 邊界條件與求解方法
        3.1.4 結(jié)果分析
    3.2 含二氧化碳單管外冷凝的數(shù)值模擬
        3.2.1 邊界條件
        3.2.2 結(jié)果分析
    3.3 兩種不凝氣體的凝結(jié)效果對(duì)比
        3.3.1 邊界條件
        3.3.2 結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
4 管束外冷凝的數(shù)值模擬
    4.1 建立模型
        4.1.1 物理模型及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件與求解方法
    4.2 結(jié)果分析
        4.2.1 管排對(duì)換熱的影響
        4.2.2 流場分析
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]板式蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬[J]. 郭常青,朱冬生,蔣翔,吳治將,張景衛(wèi).  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)
[2]板式蒸發(fā)式冷凝器兩相降膜流動(dòng)CFD模擬及傳熱研究[J]. 朱冬生,張景衛(wèi),吳治將,李元希,蔣翔.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(07)
[3]中國能源現(xiàn)狀與前景[J]. 王慶一.  中國煤炭. 2005(02)
[4]不凝氣體存在時(shí)水平單管外膜狀凝結(jié)換熱的數(shù)值研究[J]. 唐桂華,莊正寧,王建偉,陶文銓.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(11)
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[6]含不凝氣體的蒸氣冷凝換熱的計(jì)算方法[J]. 熊孟清,劉威定,林宗虎.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào). 1996(03)
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碩士論文
[1]純蒸氣及含不凝氣蒸氣冷凝的數(shù)值研究[D]. 劉泉.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]空氣—水蒸氣混合氣體凝結(jié)與對(duì)流換熱特性的數(shù)值模擬[D]. 房達(dá).山東大學(xué) 2014
[3]濕空氣冷凝器性能研究[D]. 于冠勇.南京航空航天大學(xué) 2012
[4]基于雙流體模型的濕蒸汽兩相流動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 于新峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3432732