凝汽器水侧流动的三维数值模拟

建立了某一凝汽器实际管束的流动计算模型,运用计算流体力学的方法,对该凝汽器水侧流场进行了三维数值模拟。采用分区对称计算方法,大大降低网格数量,从而详细预测了凝汽器水侧进出口水室以及其连接管和冷却水管束内的流动特性。计算结果可以清楚地表明:该凝汽器进口水室存在大量漩涡,使流动阻力增加,流动恶化;水室速度分布不均匀,进口水室管板中心区域流体流速较高而边缘区域较低,结构上存在一定问题;而出口水室的结构较为合理。这与采用多孔介质模型模拟的结论一致,进一步验证了采用多孔介质模型对凝汽器进行计算是正确可行的。计算结果同时表明,冷却水管束内流量和流速的分布是不均匀的,位于中心位置的冷却水管流量较大,而周边区域较小,最大流量差别可达到38%,且相邻管路的流量减小幅度与冷却水管布置有关。冷却水管内冷却水流量和流速的差异将会影响换热器的换热性能。计算结果可为分析研究管排流动不均而引起的换热效率问题提供条件,也可为凝汽器设计和结构优化提供依据。     

汽轮机凝汽器喉部与排汽缸耦合流动的数值模拟

为了更加透彻的认识凝汽器喉部的流动状况,通过求解由κ-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程,对凝汽器喉部和排汽缸的耦合流动进行了数值模拟.结果表明:凝汽器喉部和排汽缸耦合计算的结果,完全不同于凝汽器喉部单独计算的结果,喉部出口的速度分布和喉部的能量损失系数都差异很大.喉部流场受入口来流的影响较大.采用耦合计算,能够获得更加接近实际的数值结果,为凝汽器喉部的优化设计、改造和性能研究奠定了基础.     

电站凝汽器水侧流场均匀性的定量分析

尝试了一种定量计算凝汽器管程流场均匀性的方法:采用多孔介质模型及数值模拟方法对凝汽器水室流场进行数值分析;然后采用速度相对标准偏差对凝汽器管程的流场分布进行定量计算,将上述方法在某双流程凝汽器水侧流动的分析上进行了应用,结果表明管程流场均匀性定量分析方法可以对凝汽器管程流场的均匀性进行定量计算;文章所分析的双流程凝汽器第一流程的均匀性差于第二流程。     

基于冷却水流速分布模拟的凝汽器性能数值分析

冷却水流速是影响凝汽器性能的主要因素之一,为了实现基于冷却水流速实际分布的凝汽器性能模拟,借鉴多孔介质的阻力源项加载思想提出了基于冷却管入口实体建模的凝汽器水侧流动计算模型,以某600MW火电机组的低压凝汽器为例,在设计工况下对该凝汽器水侧流动进行了数值模拟,获得了凝汽器水侧管束截面上的冷却水流速分布,并基于上述冷却水流速分布的模拟结果,分别数值计算了冷却水流速均匀分布和不均匀分布两种情况下凝汽器汽侧的蒸汽流动,获得了相应情况下的凝汽器性能。计算结果表明：对于本文研究的凝汽器,基于多孔介质模型和基于冷却管入口实体建模的凝汽器水侧流动模拟得到的管束截面上的冷却水流速分布在流动细节上存在差异;冷却水流速均匀分布和不均匀分布两种情况下获得的凝汽器性能有差异,凝汽器压力相差10.9Pa,总平均传热系数相差12.6W/（m²·K）。建议对于冷却水流速不均匀分布比较严重的情况,在研究凝汽器性能时考虑冷却水流速不均匀分布的影响。     

基于FLUENT的凝汽器壳侧流动模拟边界条件设置探讨

基于FLUENT平台探讨了凝汽器壳侧流动数值模拟边界条件的设置,改进了多抽气口凝汽器壳侧流动出口边界条件的设置。首先讨论了实现凝汽器壳侧流动模拟的进、出口边界条件的若干设置组合,明确了在不同工况下更容易开展凝汽器壳侧流动模拟的进、出口边界条件组合。然后将该进、出口边界条件组合应用于某单抽气口凝汽器性能的数值模拟上,获得理想的模拟结果;对某多抽气口凝汽器性能的数值模拟的应用表明,需对计算区域出口边界的设置进行一定的改进,将压力出口边界设在抽气管内壁面可以获得有参考价值的模拟结果。为凝汽器工程设计人员在FLUENT平台上实现各种形式管束模块凝汽器壳侧流动的数值模拟,准确获得凝汽器性能的变化提供有益的参考。     

600MW机组凝汽器喉部加装挡板数值模拟

以某600MW机组为例,在考虑内置低压加热器和小汽轮机排汽等附加流体情况下,采用FLUENT软件对凝汽器喉部流场进行数值模拟,提出了在7号、8号低压加热器顶部加装挡板的方法。计算结果表明:凝汽器喉部出口蒸汽流动均匀性系数最高提高了4.1%,平均汽阻减小了9.4Pa,改善了凝汽器内的流场分布,提高了凝汽器换热效果。     

冷却水流径对于凝汽器性能影响的数值模拟分析

文中应用STAR-CD软件和用户自定义子程序,针对3种类型凝汽器进行数值模拟。对于每种凝汽器,分别计算上进下出和下进上出两种冷却水进水方式时凝汽器壳侧的流场分布,分析评估冷却水流径对于凝汽器运行性能的影响。     

电加热管二维温度场计算

针对水平管、倾斜管中单相流及两相流由于自然对流的影响而使壁温、传热系数沿周向表现出不均匀性．提出了利用外壁面的两个边界条件来克服内壁西边界条件的不足．采用“径向节点内缩”技术的电加热管二维温度场数值计算模型。同时用并联网格电阻发热的概念处理非均匀内热源项。用此模型处理了Φ３２×３ｍｍ微倾斜管高压汽水两相流传热数据,结果令人满意。     

600MW机组电站凝汽器水侧流动的分析

选取某电厂600MW机组凝汽器水侧流场进行数值模拟,研究流体的流动状况。模拟结果显示,凝汽器进口水室内存在涡旋,涡旋的存在增加了流体的流动阻力,使流动恶化,流量分布的不均匀,严重影响了设备的换热性能。在使用过程中,应采取措施减小涡旋,计算结果可以为凝汽器设计和改进提供参考。     

具有内置式加热器的凝汽器喉部流场的数值模拟

采用κ-ε模型并结合壁面函数法,利用SIMPLEC算法编程,对某具有内置式加热器的凝汽器喉部的流场进行了三维数值模拟,得到了整个喉部流场的速度分布情况.结果表明,内置式加热器使凝汽器喉部出口流场速度分布的不均匀性加大,从而导致凝汽器热负荷的不均匀,最终影响到凝汽器的真空.该数值模拟结果对凝汽器喉部的完善化设计及改造,具有一定的指导作用.图3参9     

300MW汽轮机排汽通道出口速度分布对凝汽器传热端差的影响

介绍了300MW汽轮机组排汽通道出口速度分布对凝汽器传热端差的影响.通过对模型吹风实验,测出不同状态下的流场分布.理论分析和计算表明排汽通道出口速度分布不均匀会使凝汽器传热端差变大.通过改造排汽通道的结构,可使排汽通道出口速度分布均匀,因此可以提高电厂运行的经济性和安全性.     

高压共轨缝隙式喷油器喷雾特性的仿真研究

在相同流通截面积的条件下,运用AVL-HYDSIM软件计算圆孔式喷嘴燃油的一维流动,并将计算结果作为边界条件,运用AVL-FIRE软件对缝隙式和圆孔式喷嘴的内流场及雾化形态进行了三维仿真计算,并对仿真结果进行对比分析。分析表明:较圆孔式喷嘴,缝隙式喷嘴空穴流强度大,在喷孔出口截面上分布更均匀;缝隙式喷嘴有相对良好的喷雾性能。     

基于冷却水温求解的凝汽器全三维数值模拟

文章通过求解与凝汽器壳侧传热相耦合的冷却水温的微分方程,实现了基于冷却水温求解的凝汽器全三维计算,计算模型更接近真实的物理模型。对某600MW机组凝汽器的计算表明,计算结果可以展现出凝汽器壳侧蒸汽流动换热以及冷却水温分布的三维性,计算结果更为合理。     

空冷凝汽器单元流场的耦合计算

运用计算流体力学的方法,采用多孔介质模型对电厂空冷凝汽器风机和A型框架空气侧流场进行了三维准定常耦合计算,得到了风机在不同转速时空冷单元内部的速度、温度和压力的分布.结果表明:对空冷凝汽器风机和A型框架进行耦合计算较为更合理;冷空气在凝汽器翅片间的分配不均匀,因此优化空气侧的流场分布是提高凝汽器换热效率的措施之一,为凝汽器的优化设计提供了理论依据.     

凝汽器喉部内置低压加热器的合理布置研究

从减小凝汽器喉部汽阻和保证喉部流动的稳定性和均匀性出发,通过计算机数值模拟,对内置低压加热器的布置方式进行了优化研究,综合分析了低压加热器不同布置高度对流动阻力及出流均匀性和稳定性的影响,获得了凝汽器喉部设计过程中具有一定指导意义的结果。     

侧向进汽凝汽器汽相流动与传热的物理模型及数值模拟方法

根据侧向进汽凝汽器壳侧的蒸汽一凝结液两相流流动特点,利用现有实验数据建立了考虑液相重力及汽流方向对溢流影响的阻力系数与汽侧换热系数的关联式,并将其用于侧向进汽凝汽器汽相流动与传热的数值模拟方法与程序。采用所发展的程序预测了一台实验凝汽器的工作特性。计算结果与现有实验结果较一致,证实了所用物理模型与计算方法的适用性,同时也揭示了侧向进汽凝汽器流动与传热的一般特性。     

漏空气量对凝汽器壳侧流场影响的数值模拟研究

为研究漏空气量对大型凝汽器壳侧流场的影响,采用特定蒸汽管束冷凝模型进行数值计算研究。该模型综合考虑直接建模与多孔介质模拟的优点,详细研究了含不凝结性气体的蒸汽在凝汽器壳侧的流动特性和换热特性。结果表明:当漏空气量达到8×10~(-5)时,凝汽器壳侧流体的冷凝率为99.25%,凝汽器壳侧流体进出口压降为288.53 Pa。相对于纯蒸汽,其冷凝率更低,进出口压降更大。漏空气量对凝汽器冷凝效果影响较大,冷凝效果是凝汽器进出口压降的主要影响因素。     

电站凝汽器蒸汽流动和换热的数值模拟

提出了一种凝汽器的准三维模拟方法，它可以考虑冷却水温度变化产生的三维影响，也能反映冷却水流程布置对冷凝器性能的影响。用多孔介质及分布阻力等概念模拟凝汽器中的管束和折流板等几何形状。所得的控制方程组用ＳＩＭＰＬＥ方法求解。针对１台２００ＭＷ凝汽器进行了数值分析，计算结果与实验数据作了对比，结果是令人满意的。图１１表２参７     

闸坝地基岩土体各向异性渗流边界条件的影响分析

渗流运动数值模拟计算结果的精度与边界条件的处理关系密切,在各向异性渗流情况下分析了边界条件选取对计算结果的影响程度,将水利工程中各向异性渗流常见的边界情况概化为四类数学模型并进行了数值模拟计算。结果表明,边界附近区域的水头分布受边界条件的影响最为明显,呈很强的非线性,边界条件的不同也会影响各向异性区域内部流速分布和渗流量。     

非均匀受热管管壁温度场的数值计算

针对非均匀受热管管壁周向壁温和热负荷等热特性参数分布不均性,将外壁温度与外壁散热热负荷作为边界条件,建立非均匀受热管的温度场计算二维模拟数学模型,基于径向节点推进思想,采用有限容积法建立离散方程,编制求解流体换热和管壁导热耦合决定的非均匀受热管二维温度场导热反问题数值计算程序。利用程序计算了Φ32mm×3mm和Φ24mm×4mm半周加热垂直上升光管对超临界水的传热特性,计算结果都可以很好地反映非均匀加热管管壁温的分布规律,同时计算收敛性良好。计算结果表明:超临界压力下,半周加热垂直上升光管壁温及壁面热负荷周向分布不均,高热负荷侧温度高,而低热负荷侧温度低。在拟临界区,出现传热强化,管内传热系数的增大会减小热量沿管壁周向的均流作用。