波形板分离器内湿蒸汽凝结流动特性研究

摘要

湿蒸汽的凝结流动广泛存在于电力和动力系统中。为保证系统安全有效运行，必须利用汽水分离技术对湿蒸汽进行除湿。波形板汽水分离器是目前应用最广的末级分离设备。为提供合格的蒸汽，有效提高波形板的分离性能，有必要对波形板内湿蒸汽的凝结流动特性进行研究。
　　 本文建立了湿蒸汽凝结流动的数值模型，采用欧拉-欧拉控制方程组描述汽液两相的流动特性，并以TVD离散格式对数值模型进行求解。同时，引用经典成核理论以及水滴生长模型对蒸汽在波形板内的凝结过程进行描述，并且用聚合效率研究了水滴聚合的机理。此外，本文运用CFX软件对湿蒸汽在波形板内的凝结流动进行模拟计算。采用水滴凝结模型，结合蒸汽凝结流动的理论，对湿蒸汽的凝结过程进行模拟，并分析了湿蒸汽的凝结特性。最后，对水滴凝结模型与离散模型(不考虑凝结)的数值模拟结果进行对比分析，得到凝结对蒸汽流速及波形板压降的影响。并且利用MUSIG模型，对液滴在波形板内的碰撞、聚合、分离过程进行模拟，分析了水滴的碰撞聚合对不同直径水滴分布的影响。本文从波形板压降和分离效率两个方面着手，研究了波形板结构参数对湿蒸汽流动特性的影响，为优化波形板结构提供参考。