风沙对空冷装置作用的数值模拟及影响因素分析

摘要

本文在阐述国内外空冷技术发展历史、空冷单元数值模拟研究现状、翅片管数值模拟研究现状及沙尘天气研究现状的基础上，基于龙山电厂的实际数据，利用FLUENT软件，分别对传统空冷单元、直叶片式旋流装置下空冷单元的空冷翅片管进行了数值模拟和分析。首先对沙粒在传统空冷单元以及直叶片式旋流装置下空冷单元中的运动轨迹进行数值模拟，并由数值模拟结果分析了沙粒对空冷单元的磨损;然后通过简化的模型对不同体积分数沙粒下、不同风速、不同翅片管的水平布置间隙、不同材料下的翅片管进行数值模拟，对翅片管的各参数及磨损情况进行分析与对比，并对翅片管的水平布置间隙进行优化。通过对沙粒在空冷单元中的运动轨迹的模拟可以看出，粒径较小的沙粒通过翅片管柬较多，粒径较大的沙粒通过翅片管束较少。通过对翅片管的模拟可以看出，随着沙粒体积分数的增加，翅片管空气侧的传热性能下降、流动阻力增加、磨损更严重;随着风速的增加，沙粒对翅片管性能的影响增大;通过对不同水平布置间隙的翅片管的模拟，可以得出翅片管的最佳水平布置间隙;通过对不同材料翅片管的模拟，可以看出，由于硬度原因，沙粒对铝制翅片管的磨损更加严重。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 背景及意义

1．2 课题研究进展与现状

1．2．1 空冷单元的研究进展与现状

1．2．2 空冷翅片管的研究进展与现状

1．2．3 风沙的研究进展与现状

1．2．4 空冷翅片管磨损的研究进展与现状

1．3 本文研究内容

第2章 空冷单元、旋流装置、旋流理论及气固相流动模型

2．1 空冷单元简介

2．2 旋流装置简介

2．3 旋流理论

2．4 气固相流动模型

2．4．1 气相控制方程

2．4．2 离散相模型

2．5 本章小结

第3章 风沙在空冷单元中的运动轨迹

3．1 引言

3．2 空冷单元的模型介绍

3．2．1 空冷单元的物理模型

3．2．2 添加旋流装置后空冷单元的物理模型

3．2．3 空冷单元的模拟控制方程

3．2．4 边界条件

3．3 不同风速下沙粒在空冷单元中运动轨迹的模拟

3．3．1 入口风速为5m／s时不同粒径的沙粒的运动轨迹

3．3．2 入口风速为7m／s时不同粒径沙粒的运动轨迹

3．4 在旋流装置下沙粒在空冷单元中的运动轨迹

3．4．1 在旋流装置下入口风速为5m／s时不同粒径沙粒的运动轨迹

3．4．2 在旋流装置下入口风速为7m／s时不同粒径沙粒的运动轨迹

3．5 本章小结

第4章 风沙对翅片管的影响

4．1 翅片管的物理、数值模型介绍

4．1．1 翅片管物理模型

4．1．2 网格划分

4．1．3 控制方程

4．1．4 边界条件

4．1．5 计算方法

4．2 不同体积分数下沙粒对翅片管的影响

4．2．1 工况介绍

4．2．2 模拟结果计算及分析

4．2．3 翅片管的磨损及分析

4．3 不同风速下沙粒对翅片管的影响

4．3．1 工况介绍

4．3．2 模拟结果计算及分析

4．3．3 翅片管的磨损及分析

4．4 沙粒对不同材料翅片管的磨损

4．4．1 工况介绍

4．4．2 翅片管的磨损及分析

4．5 不同水平布置间隙下沙粒对翅片管的影响

4．5．1 工况介绍

4．5．2 模拟结果计算及分析

4．5．3 翅片管的磨损及分析

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

附录