间断波纹翅片扁平管流动与换热的数值研究

为进一步提高空冷凝汽器的效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了间断波纹翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算。通过对对流换热系数、流动损失的对比分析,结果表明,间断波纹翅片扁平管在流动损失方面比蛇形翅片扁平管有很大的优势,为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了依据。     

空冷凝汽器翅片管的数值研究

蛇形扁平管凝汽器在空冷电站的应用上取得了很好的效果,为进一步优化扁平管翅片的物理结构,提高空冷电站凝汽器的冷凝效率,建立了蛇形翅片扁平管凝汽器及直翅片扁平管凝汽器的三维物理模型和数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算.进行对流换热系数、流动损失、散热量的对比分析,结果表明:蛇形翅片扁平管翅片的物理结构存在进一步优化空间的可能性,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率.数值计算结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了科学依据.     

空冷凝汽器翅片扁平管结构优化的可行性分析

蛇形翅片扁平管换热器在空冷电站的应用上取得了很好的效果.为进一步提高凝汽器的冷凝效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了蛇形翅片扁平管换热器及直翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算,对对流换热系数、流动损失、散热量、换热面表面平均温度进行对比分析,结果表明蛇形翅片扁平管的物理结构存在进一步的优化空间,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率.模拟结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了科学依据.     

直接空冷凝汽器扁平管翅片几何结构优化

蛇形扁平管换热器在空冷电站的应用上取得了很好的效果,为进一步提高空冷电站凝汽器的冷凝效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立蛇形翅片扁平管换热器及直翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算.通过对对流换热系数、流动损失、散热量、换热面表面平均温度的对比分析.结果表明:蛇形翅片扁平管翅片的物理结构存在进一步优化空间的可能性,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率,模拟结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供科学依据.     

全尺寸单排翅管耦合换热的异步CFD模拟

火电厂空冷凝汽器普遍使用单排蛇形翅管作为换热器基管。由于蛇形翅管翅侧几何特征复杂,管内凝结有相变相随,蒸汽到空气的传热经过多个耦合面,用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)同步模拟翅管双侧换热,存在很多困难。提出液膜表面剪切力条件下的管内冷凝模型,分析蒸汽至空气的耦合换热过程和换热面平衡条件,给出耦合换热量的计算方法。将全尺寸翅管换热的数值模拟分解成282个边界条件关联的CFD模块,实现了全管耦合换热的异步计算。对比CFD解与实验数据,两者吻合良好,表明,冷凝模型能正确仿真蒸汽冷凝,异步CFD策略是模拟全尺寸翅管双侧换热的有效方法。基于CFD解,分析了翅侧空气和管内蒸汽的流场特性。     

蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性的数值研究

对直接空冷凝汽器蛇形翅片单排管外侧空气流动与传热特性进行了研究,利用FLUENT软件对翅片空气侧流动和传热性能进行数值模拟．分析了不同来流风速和翅片长度对传热系数和压力损失的影响．为空冷凝汽器传热元件的设计与优化提供数据支持。     

基于波形翅片扁平管传热性能的直接空冷凝汽器低温冻结规律研究

以火电空冷机组常用的蛇形翅片扁平管为实验件,设计并搭建了风洞实验台,研究蛇形翅片扁平管顺流单元的传热性能,得到顺流单元翅片管空气侧在不同风速下的换热系数和水侧在不同流量下的换热系数,并拟合成Nu随Re变化的无因次关联式。将得到的关联式应用到火电厂实际的运行工况中,得到在不同迎面风速、不同环境温度及不同水流量下管内凝结水温度的变化规律。据此,以实际低温运行直接空冷机组为例,预测出空冷凝汽器顺流单元在不同迎面风速、环境温度和机组负荷下管内凝结水的冻结特性。     

交错蛇形短翅片对扁平管外传热的强化

在火电机组直接空冷凝汽器中采用空冷技术,可以有效降低富煤缺水地区火力发电对水资源的消耗。通过数值模拟的方法,对锯齿形短翅片应用于火电机组直接空冷凝汽器扁平管空气侧强化传热的可行性进行探讨。研究发现,,采用所提出的扁平管交错蛇形短翅片结构,与传统的连续蛇形翅片相比,在各种迎面风速条件下均能起到强化空气侧传热的效果。随着短翅片交错排数的增加,翅片变短,强化传热的效果更为明显。在n 5时,强化传热综合性能评价准则数(performance evaluation criteria,PEC)可达到1.05~1.09;但随着迎面风速的增加,流动阻力的增加变得更为显著,强化传热的效果受到抑制。利用实际数据对模型的有效性进行验证,并对计算域网格数进行校验,结果表明所得结论具有一定的可靠性。     

单排管外空气流动和传热性能的数值研究

大口径扁平蛇形钎焊翅片管,即单排管是直接空冷凝汽器的一种基本换热元件.在不同迎面风速下,对单排管空气侧进行三维数值模拟,并对速度场、温度场进行分析和研究,拟合出单排管阻力和传热系数随迎面风速变化的计算公式,可为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

扁平管蛇形翅片空气流动传热数值模拟

针对空冷凝汽器翅片的流动和传热问题,利用Fluent软件模拟扁平管蛇形翅片表面的空气流动传热过程,采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的Simple算法,得到翅片表面温度、传热量以及进、出口压力等数据,从而得出了管外空气平均对流传热系数、流动损失、无量纲表面传热系数j、阻力系数f及j/f随不同翅片高度的变化规律,综合评价...     

直接空冷扁平翅片管束散热性能的实验研究

扁平翅片管束是电站直接空冷系统的基本散热元件,研究其结构特点和流动换热特性,对于电站空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。以直接空冷系统典型的连续蛇形翅片扁平管束为研究对象,通过实验研究不同的翅片间距对翅片间冷却空气的流动换热特性的影响,以及垂直进风和倾斜进风工况下,翅片散热性能的变化。结果表明,在相同的风速下,随着翅片间距的减小,翅片的换热系数增大,而阻力系数的变化相对复杂。实验条件下,翅片间距为56.8 mm时整体性能较优。翅片间距一定时,随着风速的增大,换热系数逐渐增大,阻力系数逐渐减小。但随着风速的增加,两者变化趋势渐缓。研究结果为扁平管连续翅片结构的进一步优化提供了基础数据。     

空冷凝汽器波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性

研究火电站空冷凝汽器广泛采用的波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性,对于火电站空冷岛的设计与运行都具有重要意义。该文通过CFD模拟,得到不同空冷凝汽器迎面风速条件下冷却空气的流场和温度场,通过计算获得了空冷凝汽器冷却空气平均对流换热系数和摩擦系数随翅片间距和翅片高度的变化规律。结果表明：随空冷凝汽器迎面风速增加,空气对流换热增强,摩擦系数降低。对每个迎面风速而言,都存在一个最佳翅片间距,对流换热最强。翅片高度增加,对流换热系数和摩擦系数减小。对空冷凝汽器波形翅片管束空气流动传热性能综合评价指标的分析表明,最佳翅片间距和高度需要通过综合技术经济比较确定。     

环境风对直接空冷凝汽器性能的影响及主导因素分析

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能具有重要影响.以某300MW直接空冷机组为例,分步建立了空冷岛和每个空冷单元的数值分析模型.分析了环境风对直接空冷凝汽器换热性能的影响,得到了环境风工况下影响空冷凝汽器换热性能的主导因素.结果表明：位于空冷平台边缘的空冷单元,由于受到热风回流和倒灌的影响,其入口风温受环境风的影响较大;位于空冷平台迎风侧的空冷单元,因为负压区的存在降低了风机的性能,使其进气量受环境风的影响较大;空冷单元因风机性能下降所导致的进气量减少是造成空冷凝汽器性能降低的主导因素.     

涡流发生器强化直接空冷单排管换热的数值模拟

为了验证新型涡流发生器(柱面梯形翼)对直接空冷凝汽器单排管的换热有一定的强化作用,利用FLUENT6.3商业软件对安装柱面梯形翼的单排蛇形翅片扁管空气侧换热及流动特性进行了三维数值模拟。结果表明,Re数在300~900的范围内,与未安装涡流发生器的单排蛇形翅片扁管相比,带柱面梯形翼的翅片扁管的平均Nu数增大了123%,摩擦因子增大了111%,其综合换热性能(Nu/f)最多提高5.65%,这说明柱面梯形翼对翅片扁管有强化传热的作用。在模拟过程中,对实际直接空冷凝汽器蛇形翅片单排扁管进行了一定程度的简化,将计算区域按照翅片扁管的对称性尽可能缩小。并将数值模拟的结果进行了网格独立性验证,表明模拟结果的可靠性。     

9E燃气轮机余热锅炉凝结水加热器的改造

针对某电厂配套余热锅炉的9E燃气轮机在燃用重油时,锅炉尾部受热面鳍片管鳍片腐蚀严重,锅炉排烟温度偏高,换热效率下降的情况,通过对锅炉受热面利用热力计算软件模拟计算,发现凝结水加热器换热效率较低。采取改变凝结水加热器鳍片管结构,增加受热面面积来提升锅炉效率,改造效果明显。     

B&WB-410/9.8-M煤粉锅炉省煤器改造

某电厂2号锅炉燃煤机组省煤器区域频繁爆管,其原因是省煤器螺旋鳍片管大面积积灰,非积灰区域流速增加,从而导致省煤器管磨损严重,提出对省煤器结构进行优化,采用H形鳍片管,并增加防磨罩。根据热力计算结果,得到低温省煤器的烟气流速由8m/s提高到10.5m/s,可以避免低负荷的积灰问题,进而保证其防磨性能。