双区加热型汽轮机排汽湿度探针测量方法探讨

介绍了双区加热法测量蒸汽湿度的热力学基本原理,并对探针汽液两相区流动压降进行了计算,得出了判定探针蒸发段管长大于水滴汽化长度的热力学检测标准,为保证探针在测量汽轮机排汽湿度时的准确性提供了理论依据。     

激光散射法测量汽轮机中蒸汽湿度和水滴直径研究

研究汽轮机中流动湿蒸汽湿度和水滴直径的测量,指出了光学探针法和热力学法的局限性.采用激光散射法原理设计的测量装置测量蒸汽湿度和水滴直径,并且给出了一次水滴和二次水滴的具体测量方法.该方法为实时监测汽轮机流动蒸汽的湿度和水滴直径提供了必要条件.     

湿蒸汽两相凝结流动中水滴生长模型研究

为了准确描述湿蒸汽两相流中水滴生长过程,以提高数值模拟的精度和可信度,基于传热传质平衡耦合求解方法提出一种水滴生长模型。将建立的模型与目前湿蒸汽两相流计算中广泛使用的几种水滴生长模型进行了对比分析,结果显示在整个克努森数Kn变化范围内,该模型表现良好,明显优于其他模型,特别是在过渡区内具有很高的精确性。同时为了揭示不同水滴生长模型对两相参数的影响,采用各水滴生长模型对一维拉瓦尔Laval喷管中存在的自发凝结的湿蒸汽流动进行数值模拟。结果表明,不同水滴生长率模型对液相成核率、水滴数、水滴半径的影响非常明显,但对蒸汽湿度影响较小。     

基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数建模

利用炉内三维燃烧工况实时可视化检测系统获得的炉内烟气三维温度分布及炉膛辐射能信号,计算炉内水冷壁二维表面非均匀辐射热流分布。以此作为边界条件,建立锅炉蒸发系统分布参数动态模型,反映壁面热流密度、壁面温度、质量含汽率、质量流速等热力参数在蒸发受热面上的动态分布,以及汽包压力、水位、出口蒸汽流量的动态变化。对模型中与对象有关的两个主要参数——汽包出口流量方程系数和炉内烟气等效射线长度,进行了辨识计算,以适应大范围负荷变化的需要。     

竖直热壁冷却下降液膜瞬变传热及相界面波动

采用数值方法对恒热流密度竖直热壁表面自由下降液膜冷却流动过程进行瞬态研究,建立了简化为二维问题的物理模型和数学模型,选用RNG k-ε模型求解汽液两相湍流流动,基于VOF多相流模型结合自编程用户定义函数求解相变过程中的传热传质。得到了不同因素影响下,冷却降膜厚度在热壁不同位置的分布规律。结果显示,冷却降膜的流动过程中,其表面存在不同程度及类型的波动。热扰动会降低液膜相界面流动稳定性,提高液膜流量能够抑制液膜表面波动,两种影响因素对于液膜的流动稳定性是相互抑制的。核态沸腾发生时,液膜内汽泡的运动、变化会对液膜相界面波动产生显著影响。瞬态计算结果显示,不同工况下,降膜冷却传热过程中表面传热系数具有相同的变化趋势。液膜的热稳定性受到入口液流量及壁面热流密度的耦合影响。根据汽液两相流动及传热传质特性,分析了发生以上现象的原因。     

关于喷水减温器混合管的长度

喷水减温器一般布置在过热器的联箱或过热蒸汽连接管道内。为了防止未汽化水滴直接接触联箱或管道内壁,保证联箱和管道的安全,在喷水点后常设置内衬混合管,如图所示. 混合管的长度L是根据减温水的汽化长度来确定的。若混合管太短,在其出口处水滴还未汽化完毕,部份水滴就可能直接落到联箱或管道内壁,使其内壁因温度交变产生裂纹;若混合管太长,既浪费了材料,更使布置十分困难。因此,确定合适的混合管长度,也就是确     

关于喷水减温器混合管的长度

喷水减温器一般布置在过热器的联箱或过热蒸汽连接管道内。为了防止未汽化水滴直接接触联箱或管道内壁,保证联箱和管道的安全,在喷水点后常设置内衬混合管,如图所示. 混合管的长度L是根据减温水的汽化长度来确定的。若混合管太短,在其出口处水滴还未汽化完毕,部份水滴就可能直接落到联箱或管道内壁,使其内壁因温度交变产生裂纹;若混合管太长,既浪费了材料,更使布置十分困     

微重力下航天器舱内混合对流传热高性能数值研究

基于CPUs/GPUs架构,采用混合热格子-Boltzmann方法,对微重力环境下三维航天器舱简化模型内的混合对流问题进行了详细的非稳态数值模拟。结果表明:具有恒热流边界的元器件位于进风掠过的模型壁面中心时,热壁面平均努塞尔数■最大,换热最强;保持雷诺数Re不变而缩小模型尺寸到1:5及以下时,模型在全重力情况下与原型在无重力时的热壁面■相同,流场和温度场瞬态变化过程几乎一致,可用来指导在地面进行微重力下的实验研究;多GPUs结合格子Boltzmann方法计算的超高效率,可实现航天器电力系统和设备舱内流动换热的实时预测。     

角管式蒸汽锅炉预分离装置汽液分离数值模拟研究

采用数值模拟的方法研究了角管式蒸汽锅炉预分离装置不同运行参数下汽水两相的分离效率,分析了压力、入口干度、入口质量流速及引出管内径对预分离装置汽水分离效率的影响。模拟结果表明:当压力升高,汽水密度差和液滴直径减小,导致水滴的重力小于蒸汽对它的浮力及摩擦力之和,使得更多水滴被蒸汽带入引出管内,从而分离效率降低;分离效率随入口干度的增高而增大;增大入口质量流速不利于汽液两相的分离;增加引出管内径会使预分离装置分离效率降低。     

蒸汽发生系统水动力特性计算通用模型

提出了一种用于蒸汽发生系统水动力特性数值分析的通用模型。该模型类比于直流电路系统,以目标部件为计算对象,基于质量、动量、能量三大守恒定律和压降基本计算公式,推导和求解部件压力方程组,最终得到在不同热流密度分布和宽广压力范围的复杂网络系统中单根管内流体的流量、压力、焓值等参数。应用该模型对亚临界300 MW机组自然循环锅炉和Shell气化炉2个典型蒸汽发生系统进行了水动力计算,验证了模型的正确性。该模型对于具有复杂管网和不同热流密度分布的蒸汽发生系统,在不同压力范围内均可进行水动力特性计算,所得流体参数可用于受热面金属壁温的计算和传热恶化潜在危险的评估。