基于一維-三維耦合方法的凝汽器數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2021-07-20 05:06
凝汽器是凝汽式汽輪機的重要組成部分。從熱力循環(huán)效率來看,凝汽器為汽輪機組提供背壓,直接影響電站熱力循環(huán)系統(tǒng)的終參數(shù),對熱力循環(huán)效率有重要影響;從安全角度來看,凝汽器能夠儲存機組啟停和正常運行中的疏水,凝結降功率過程中的旁路排汽,凝汽器的熱阱能夠起到機組流量的緩沖作用,增強機組的穩(wěn)定性。因此,凝汽器對核電站機組的經濟性和安全性有重要影響。雙進口凝汽器作為核動力裝置的重要設備之一,它的瞬態(tài)工況特性是值得研究的。目前國內外多用集總參數(shù)法、分區(qū)模型或分布參數(shù)法對凝汽器進行瞬態(tài)模擬,但這些方法并不能很好的展示凝汽器的內部流場。本文利用數(shù)值模擬流場可視化、仿真精度高、適應性強的優(yōu)點對凝汽器進行瞬態(tài)數(shù)值模擬,研究雙進口凝汽器的動態(tài)工作特性,分析其流場分布情況。瞬態(tài)數(shù)值計算的邊界條件對計算結果影響很大,凝汽器喉部與汽輪機低壓缸直接相連,凝汽器的入口邊界條件和汽輪機工作情況密不可分。本文利用自主編寫的耦合程序,將汽輪機模型與凝汽器模型耦合,凝汽器用三維CFD軟件進行模擬,汽輪機用一維系統(tǒng)仿真軟件模擬,實現(xiàn)一維-三維耦合計算本文首先用Fluent軟件模擬雙進口凝汽器殼側的換熱特性,對得到的凝汽器壓力、速度...
【文章來源】:哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1雙進口凝汽器結構
圖 3.1 實驗凝汽器示意圖驗凝汽器的結構示意圖,此凝汽器是文獻[5]中 Al-San程、側面垂直進汽的方形凝汽器。結構示意圖是實驗凝面,示意圖中明確了蒸汽入口、管束區(qū)和抽汽口的位置.1 所示。表 3.1 實驗凝汽器結構參數(shù)以及工作條件 值(單位) 工作條件 1.219(m) 冷卻水入口溫度 1.02(m) 冷卻水流速 0.78(m) 凝汽器背壓 25.4(mm) 混合氣體質量流量 34.9(mm) 空氣含量 1.25(mm) - 二章介紹的多孔介質模型和控制方程組,使用 Fluent 軟
水管束方向的截面,示意圖中明確了蒸汽入口、管束區(qū)和抽汽口的位置,實驗凝汽器的結構參數(shù)如表 3.1 所示。表 3.1 實驗凝汽器結構參數(shù)以及工作條件結構參數(shù) 值(單位) 工作條件 值(單位)長度 1.219(m) 冷卻水入口溫度 17.8(℃)深度 1.02(m) 冷卻水流速 1.19(m/s)高度 0.78(m) 凝汽器背壓 27670(Pa)管束外徑 25.4(mm) 混合氣體質量流量 2.032(kg/s)管間距 34.9(mm) 空氣含量 0.1(%)管壁厚 1.25(mm) - -本文采用第二章介紹的多孔介質模型和控制方程組,使用 Fluent 軟件對此實驗凝汽器進行數(shù)值模擬。Al-Sanea 等人測得的實驗數(shù)據是實驗凝汽器管束的平均換熱系數(shù),以第 3、18 排管束為例。將本文仿真計算得到的模擬數(shù)據與實驗結果放入同一坐標中,如圖 3.2 和 3.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于一維/三維耦合仿真的工程機械冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設計[J]. 彭瑋,田杰安,雷舒蓉,閆偉,郭峰,王應梁. 內燃機與動力裝置. 2014(02)
[2]適用于不同維數(shù)耦合的數(shù)值模擬方法研究[J]. 王鵬,鄒正平,周志翔,李維. 工程力學. 2013(01)
[3]Flowmaster軟件在AP 1000啟動給水系統(tǒng)瞬態(tài)運行中的應用[J]. 羅峰,周濤,賈瑞宣. 華電技術. 2012(02)
[4]專業(yè)熱流體系統(tǒng)仿真平臺Flowmaster[J]. 劉振東. CAD/CAM與制造業(yè)信息化. 2011(11)
[5]船用凝汽器的數(shù)學模型與動態(tài)仿真[J]. 張永生,馬運義,唐瀅,王強. 艦船科學技術. 2010(10)
[6]真空嚴密性與凝汽器漏入空氣流量的定量關系[J]. 馬汀山,蔣安,郄彥明,李素芳,居文平,于新穎. 熱力發(fā)電. 2009(06)
[7]300MW機組凝汽器汽側換熱性能的三維數(shù)值模擬與分析[J]. 楊文娟,孫奉仲,黃新元,史月濤,王乃華,崔輝. 動力工程. 2005(02)
[8]管殼式換熱器殼側湍流流動的數(shù)值模擬及實驗研究[J]. 鄧斌,陶文銓. 西安交通大學學報. 2003(09)
[9]管束阻力對凝汽器流動和傳熱性能的影響[J]. 黃興華,王道連,王如竹. 上海交通大學學報. 2003(07)
[10]換熱器殼側紊流流動特性的數(shù)值研究[J]. 黃興華,陸震,劉冬暖. 上海交通大學學報. 2000(09)
碩士論文
[1]基于凝汽器全三維數(shù)值模擬的喉部改造研究[D]. 吳銀鈞.上海電力學院 2014
[2]污垢對凝汽器及汽輪機組性能影響的數(shù)值分析[D]. 王思平.上海電力學院 2013
[3]離心泵系統(tǒng)特性的一維與三維瞬態(tài)耦合數(shù)值模擬研究[D]. 劉巧玲.浙江大學 2013
[4]凝汽器分布參數(shù)動態(tài)仿真模型研究[D]. 吳鵬.哈爾濱工程大學 2013
[5]基于MATLAB的單/多壓凝汽器建模與研究[D]. 楊松花.華中科技大學 2011
[6]基于Flowmster2的流體動力系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 周建強.西華大學 2008
[7]凝汽器工作特性仿真研究[D]. 董奇.哈爾濱工程大學 2008
[8]電站凝汽器靜態(tài)和動態(tài)換熱特性的研究[D]. 張寧.山東大學 2007
[9]大型直接空冷凝汽器建模仿真研究[D]. 閻秦.華北電力大學(河北) 2007
[10]大型電站凝汽器動態(tài)數(shù)學模型的研究與應用[D]. 崔凝.華北電力大學 2001
本文編號:3292193
【文章來源】:哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1雙進口凝汽器結構
圖 3.1 實驗凝汽器示意圖驗凝汽器的結構示意圖,此凝汽器是文獻[5]中 Al-San程、側面垂直進汽的方形凝汽器。結構示意圖是實驗凝面,示意圖中明確了蒸汽入口、管束區(qū)和抽汽口的位置.1 所示。表 3.1 實驗凝汽器結構參數(shù)以及工作條件 值(單位) 工作條件 1.219(m) 冷卻水入口溫度 1.02(m) 冷卻水流速 0.78(m) 凝汽器背壓 25.4(mm) 混合氣體質量流量 34.9(mm) 空氣含量 1.25(mm) - 二章介紹的多孔介質模型和控制方程組,使用 Fluent 軟
水管束方向的截面,示意圖中明確了蒸汽入口、管束區(qū)和抽汽口的位置,實驗凝汽器的結構參數(shù)如表 3.1 所示。表 3.1 實驗凝汽器結構參數(shù)以及工作條件結構參數(shù) 值(單位) 工作條件 值(單位)長度 1.219(m) 冷卻水入口溫度 17.8(℃)深度 1.02(m) 冷卻水流速 1.19(m/s)高度 0.78(m) 凝汽器背壓 27670(Pa)管束外徑 25.4(mm) 混合氣體質量流量 2.032(kg/s)管間距 34.9(mm) 空氣含量 0.1(%)管壁厚 1.25(mm) - -本文采用第二章介紹的多孔介質模型和控制方程組,使用 Fluent 軟件對此實驗凝汽器進行數(shù)值模擬。Al-Sanea 等人測得的實驗數(shù)據是實驗凝汽器管束的平均換熱系數(shù),以第 3、18 排管束為例。將本文仿真計算得到的模擬數(shù)據與實驗結果放入同一坐標中,如圖 3.2 和 3.3 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于一維/三維耦合仿真的工程機械冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設計[J]. 彭瑋,田杰安,雷舒蓉,閆偉,郭峰,王應梁. 內燃機與動力裝置. 2014(02)
[2]適用于不同維數(shù)耦合的數(shù)值模擬方法研究[J]. 王鵬,鄒正平,周志翔,李維. 工程力學. 2013(01)
[3]Flowmaster軟件在AP 1000啟動給水系統(tǒng)瞬態(tài)運行中的應用[J]. 羅峰,周濤,賈瑞宣. 華電技術. 2012(02)
[4]專業(yè)熱流體系統(tǒng)仿真平臺Flowmaster[J]. 劉振東. CAD/CAM與制造業(yè)信息化. 2011(11)
[5]船用凝汽器的數(shù)學模型與動態(tài)仿真[J]. 張永生,馬運義,唐瀅,王強. 艦船科學技術. 2010(10)
[6]真空嚴密性與凝汽器漏入空氣流量的定量關系[J]. 馬汀山,蔣安,郄彥明,李素芳,居文平,于新穎. 熱力發(fā)電. 2009(06)
[7]300MW機組凝汽器汽側換熱性能的三維數(shù)值模擬與分析[J]. 楊文娟,孫奉仲,黃新元,史月濤,王乃華,崔輝. 動力工程. 2005(02)
[8]管殼式換熱器殼側湍流流動的數(shù)值模擬及實驗研究[J]. 鄧斌,陶文銓. 西安交通大學學報. 2003(09)
[9]管束阻力對凝汽器流動和傳熱性能的影響[J]. 黃興華,王道連,王如竹. 上海交通大學學報. 2003(07)
[10]換熱器殼側紊流流動特性的數(shù)值研究[J]. 黃興華,陸震,劉冬暖. 上海交通大學學報. 2000(09)
碩士論文
[1]基于凝汽器全三維數(shù)值模擬的喉部改造研究[D]. 吳銀鈞.上海電力學院 2014
[2]污垢對凝汽器及汽輪機組性能影響的數(shù)值分析[D]. 王思平.上海電力學院 2013
[3]離心泵系統(tǒng)特性的一維與三維瞬態(tài)耦合數(shù)值模擬研究[D]. 劉巧玲.浙江大學 2013
[4]凝汽器分布參數(shù)動態(tài)仿真模型研究[D]. 吳鵬.哈爾濱工程大學 2013
[5]基于MATLAB的單/多壓凝汽器建模與研究[D]. 楊松花.華中科技大學 2011
[6]基于Flowmster2的流體動力系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 周建強.西華大學 2008
[7]凝汽器工作特性仿真研究[D]. 董奇.哈爾濱工程大學 2008
[8]電站凝汽器靜態(tài)和動態(tài)換熱特性的研究[D]. 張寧.山東大學 2007
[9]大型直接空冷凝汽器建模仿真研究[D]. 閻秦.華北電力大學(河北) 2007
[10]大型電站凝汽器動態(tài)數(shù)學模型的研究與應用[D]. 崔凝.華北電力大學 2001
本文編號:3292193
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