凝汽器喉部雾化补水流场的数值分析

摘要

以计算流体力学软件FLUENT为平台,对凝汽器喉部雾化补水进行了数值研究。研究的主要内容包括:基于凝汽器喉部蒸汽流场和喷雾相关理论,采用k-ε紊流模型描述汽相流场,采用颗粒轨道模型描述雾滴的运动,使用时间推进法计算雾滴与汽流的耦合作用,建立凝汽器补水雾化的数学计算模型。在该模型基础上进行数值求解,分析了雾化补水系统的结构特性对蒸汽凝结换热的影响,模拟并分析了不同模式下的化学水补入方式对换热效果的影响规律,为凝汽器雾化补水的设计和运行提供理论参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 凝汽器雾化补水概述

1.2.1 雾化补水原理及其优越性

1.2.2 凝汽器雾化补水的影响因素

1.2.3 压力旋流雾化喷嘴简介

1.3 主要研究方法及现状

1.4 本论文的主要工作

第二章 压力旋流雾化喷嘴及蒸汽凝结换热理论

2.1 压力旋流雾化喷嘴雾化机理及喷嘴特性

2.2 雾滴的形成

2.3 雾滴的运动

2.4 喷嘴的喷雾量

2.5 蒸汽凝结换热理论

2.5.1 蒸汽的凝结条件

2.5.2 液滴的生长过程

2.5.3 蒸汽凝结量计算

第三章 凝汽器喉部雾化补水数值模型及其求解

3.1 几何模型

3.2 数学模型

3.2.1 模型的基本假设

3.2.2 连续相(汽相)模型

3.2.3 离散相(DPM)模型

3.3 边界条件

3.4 控制方程求解

3.5 FLUENT的简要介绍

3.6 自定义函数(UDF)

第四章 凝汽器喉部雾化补水流场的数值研究

4.1 计算区域的网格划分

4.2 边界条件

4.3 数值计算工况

4.4 蒸汽凝结换热模型

4.5 计算结果及分析

4.5.1 喷雾前后凝汽器喉部汽相速度分布及温度分布

4.5.2 不同喷射角度喷雾效果

4.5.3 喷雾压力对换热效果的影响

4.5.4 喷嘴孔径对换热效果的影响

4.5.5 排汽流速对换热效果的影响

4.6 本章小结

第五章 凝汽器喉部补水方式的数值研究

5.1 数值模型

5.2 补水方式

5.3 计算条件

5.4 模拟结果及讨论

5.4.1 喷雾压力及喷射角度对单排喷嘴蒸汽凝结换热的影响分析

5.4.2 喷雾压力及喷射角度对双排喷嘴蒸汽凝结换热的影响分析

5.4.3 喷嘴高度对凝结换热的影响分析

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

附录 Ⅰ

在学期间发表的学术论文和参加科研情况