分离式省煤器内水相变传热的数值研究

为研究分离式省煤器内循环工质的相变过程,使用Ansys Fluent中的mixture(混合流)模型对汽液两相流进行数值模拟。通过Lee's蒸发冷凝模型对分离式省煤器的传热传质过程进行了迭代计算,获得了瞬态的气相图和温度场。在相变系统的加热过程中,可观察到蒸发段的液池内气泡的形成、合并、生长和上浮的全过程和在冷凝段壁面上凝结成液膜,并汇集返回蒸发段的全过程,计算得到的壁面温度与工程现场测量值相吻合,验证了模型的正确性。研究了热流密度、相变段内径、相变段长度比、充液量和冷凝段参数对相变系统总传热系数的定性关系,研究表明:在蒸发段管径30 mm、冷凝段温度320 K、热冷段长度比为1、热流密度800 W/m~2情况下,充液率在0.2~0.8时分离式省煤器内循环系统可以稳定运行,充液率为0.4时,传热系数达到最大。研究结果为分离式相变换热系统的研究设计提供了参考。