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舰用汽轮机冷凝器凝结水过冷度影响因素的数值模拟研究
| 论文题名： | 舰用汽轮机冷凝器凝结水过冷度影响因素的数值模拟研究 |
| 关键词： | 舰用汽轮机;冷凝器;凝结水过冷度;数值模拟 |
| 摘要： | 冷凝器的凝结水过冷度影响汽轮机的经济及安全性，在实际过程中需要对其进行严格控制。由于舰用汽轮机冷凝器本身具有一定的特殊性，因而，正确合理预测其内部各种复杂流场的特性，探究凝结水过冷度影响因素的影响规律，对过冷度控制具有非常重要的意义。目前，对舰用汽轮机冷凝器凝结水过冷度的影响因素进行全面分析研究的公开文献较少。因而，本文通过对舰用汽轮机冷凝器凝结水过冷度的影响因素进行数值模拟及分析研究，以对凝结水过冷度控制的实际工程问题提供理论指导。 本文首先对舰用汽轮机冷凝器的物理过程进行合理简化，得到了汽侧压力场及凝结水侧温度场的物理模型。然后，在FLUENT计算平台上进行数值建模分析，通过编写自定义函数UDF设置控制方程的源项进行数值模拟研，以及利用MATLAB软件编程进行数值计算，做对比分析研究，主要包括： 对冷凝器汽侧的物理场进行二维简化处理，考虑了冷却水温度沿管长呈线性分布的特性以及这种温度分布特性对蒸汽凝结量和换热量分布的影响，利用具有分布阻力和分布质量汇的多孔介质模型，对冷凝器的汽侧物理场进行了数值计算和模拟，定性的得到真空压力及速度的分布特性。 综合考虑了凝结水的形成及流动过程，在假设冷却水温度沿管长呈线性关系的分布特性以及这种分布特性对蒸汽凝结量的影响的基础上，根据总体换热系数经验公式进一步分析并得到了总体换热系数沿管长呈线性分布的特性，从而对冷凝器凝结水的形成过程进行二维简化数值建模，得到了凝结水换热热损失沿冷却水管方向分布特性的数值模型，对凝结水温度场进行了数值模拟和计算，定性的得到了凝结水的温度分布特性。 在前面研究的基础上，系统的研究了冷却水流量、冷却水温度以及蒸汽负荷对凝结水过冷度的影响规律，并对实际中的各种工况下出现的凝结水过冷问题，提出了相应的总体控制方案。 最后，本文在对冷凝器的相关流场的数值模型及模拟结果的分析，提出了上述类型的舰用汽轮机冷凝器真空压力测点和凝结水温度测点的布置方案，以应用到冷凝器凝结水过冷度控制的实际工程问题当中去。同时，这也体现了面向舰用汽轮机凝结水过冷度控制问题的冷凝器汽侧和凝结水侧的数值模拟研究，对冷凝器过冷度控制（尤其是实际监测）具有重要的意义。 |
| 作者： | 万杰 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 曹勇;于达仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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