本文關(guān)鍵詞：基于CFD的蒸汽表面式凝汽器的運行與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：凝汽器是影響汽輪發(fā)電機組經(jīng)濟運行的重要輔助設(shè)備,數(shù)值模擬研究凝汽器運行特性,是優(yōu)化凝汽器設(shè)計和運行的有效途徑。但目前凝汽器的數(shù)值模擬均以水側(cè)均勻流動為前提,主要集中于汽側(cè)的傳熱與流動分析。本文旨在通過對大型電站表面式凝汽器的熱力性能進行汽水耦合的CFD數(shù)值模擬,確定冷卻水溫度、流量分布對殼側(cè)的流動、傳熱特性的影響,為凝汽器的設(shè)計和優(yōu)化提供參考。本文在凝汽器水側(cè)數(shù)值模擬中,提出了縮短管長的等效阻力簡化多孔介質(zhì)模型,有效避免了管束區(qū)域多孔介質(zhì)模型的冷卻水橫向擴散。在此基礎(chǔ)上建立凝汽器水側(cè)三維CFD模型；在殼側(cè)的數(shù)值模擬技中,采用多孔介質(zhì)模型簡化殼側(cè)管束區(qū)域,引入分布質(zhì)量匯、阻力匯模型模擬汽、氣混合物在管束區(qū)內(nèi)的傳熱及流動過程,建立了凝汽器殼側(cè)二維CFD模型。本文基于平面插值法,提出了蒸汽表面式凝汽器汽、水兩側(cè)物理場耦合的數(shù)值模擬計算方法,由水側(cè)數(shù)值模擬所得的管束區(qū)域網(wǎng)格離散水速,建立空間坐標下入口管板二維水速分布模型,并在此模型下注入到汽側(cè)管束區(qū)域的離散網(wǎng)格中,由此實現(xiàn)汽、水側(cè)不同物理場的信息交互�；贔luent CFD軟件平臺,開發(fā)了汽、水側(cè)耦合計算相關(guān)的自定義函數(shù)。本文最后基于所開發(fā)的凝汽器水側(cè)和水、汽側(cè)耦合算法,對亞臨界600MW汽輪機凝汽器建立了CFD模型,對不同凝結(jié)負荷、不同冷卻水進口溫度的凝汽器運行特性模擬計算,揭示了內(nèi)部蒸汽速度場、壓力場、溫度場和凝結(jié)負荷與不凝結(jié)氣體濃度分布,探討了冷卻水流量分布對凝汽器運行特性的影響,取得了更接近于實際的模擬結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：ANASYS Fluent 表面式凝汽器 汽水耦合 數(shù)值模擬 多孔介質(zhì)模型
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM621
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題背景與研究意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 凝汽器實驗研究法10
• 1.2.2 凝汽器數(shù)值模擬方法10-12
• 1.3 研究內(nèi)容12-14
• 第二章 凝汽器數(shù)值模擬基本理論14-30
• 2.0 引言14
• 2.1 多孔介質(zhì)模型原理14-16
• 2.1.1 多孔介質(zhì)模型簡介14-15
• 2.1.2 多孔介質(zhì)模型控制方程15-16
• 2.2 凝汽器殼側(cè)多孔介質(zhì)模型16-25
• 2.2.1 凝汽器殼側(cè)模型的簡化及假設(shè)16-18
• 2.2.2 凝汽器殼側(cè)多孔介質(zhì)控制方程18-19
• 2.2.3 凝汽器多孔介質(zhì)輔助方程19-23
• 2.2.4 抽氣器特性23-25
• 2.3 凝汽器水側(cè)多孔介質(zhì)模型25-29
• 2.3.1 凝汽器水側(cè)的簡化與假設(shè)25-27
• 2.3.2 凝汽器水側(cè)控制方程及輔助關(guān)系式27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 基于Fluent的蒸汽表面式凝汽器汽水耦合計算30-41
• 3.1 計算流體力學以及ANSYS Fluent簡介30-32
• 3.1.1 計算流體力學簡介30
• 3.1.2 計算流體力學優(yōu)點30-31
• 3.1.3 ANSYS軟件簡介31-32
• 3.2 數(shù)值模擬在Fluent中的實現(xiàn)32-36
• 3.2.1 湍流模型32-33
• 3.2.2 控制方程離散方法33-34
• 3.2.3 求解方法34-35
• 3.2.4 UDF模塊35-36
• 3.3 水側(cè)流速分布與凝汽器殼側(cè)數(shù)值模擬的耦合36-40
• 3.3.1 汽水耦合數(shù)值模擬主要步驟36-37
• 3.3.2 水側(cè)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)導出37-38
• 3.3.3 汽水耦合UDF程序38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 Westinghouse 600MW機組凝汽器汽水耦合數(shù)值模擬41-55
• 4.1 凝汽器結(jié)構(gòu)與主要計算參數(shù)41-43
• 4.2 額定凝汽器水側(cè)數(shù)值模擬43-47
• 4.2.1 凝汽器水側(cè)幾何結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分43-44
• 4.2.2 額定凝汽器水側(cè)數(shù)值模擬結(jié)果及分析44-47
• 4.3 凝汽器額定工況汽水耦合數(shù)值模擬47-51
• 4.3.1 殼側(cè)幾何結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分47-51
• 4.4 凝汽器汽水耦合數(shù)值模擬與純殼側(cè)數(shù)值模擬對比51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 凝汽器變工況汽水耦合數(shù)值模擬55-69
• 5.1 變冷卻水入口溫度凝汽器水側(cè)數(shù)值模擬55-58
• 5.2 變冷卻水入口溫度凝汽器汽水耦合數(shù)值模擬58-65
• 5.3 變冷卻水入口溫度凝汽器性能優(yōu)化65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 本文主要工作與結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及其他成果76

【相似文獻】

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1 易思強;基于CFD的蒸汽表面式凝汽器的運行與優(yōu)化研究[D];東南大學;2016年

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本文編號：510350