环境风影响下的空冷岛运行特性

揭示环境风作用下空冷岛冷却空气流量和热风回流率的变化规律对于空冷岛安全高效运行具有重要意义.以某6×1000 MW直接空冷电站为例,对环境风影响下的空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛的迎面风速以及热风回流率.结果表明:环境风速越高,空冷岛迎面风速越小;回流率则先随环境风速增加而增加,后随风速增加而降低.当空冷岛位于锅炉房等建筑物下游时,迎面风速最小,热风回流率最高.     

单元长宽比对直接空冷系统运行特性的影响

A型空冷单元水平投影面矩形的长宽比,除了决定空冷岛占地面积,还会影响不同环境气象条件下空冷系统的运行特性。以某2×660 MW空冷电站直接空冷系统为例,通过数值模拟获得了不同空冷单元长宽比时,空冷系统冷却空气流场、温度场,计算得到了空冷岛冷却空气流量的变化规律。结果表明;适当缩短迎风面方向空冷单元的长度,可以削弱环境风的不利影响,改善空冷系统的流动传热特性。     

风机群分区调节对空冷岛传热特性的影响

空冷系统轴流风机群分区调节,可削弱环境风的不利影响,改善空冷岛的运行特性。以典型2×300 MW空冷电站为例,对风机群分区调节前后空冷岛冷却空气流动传热特性进行了CFD模拟,获得了不同气温、风速、风向下冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷岛迎面风速、进口空气温度以及机组背压的变化规律。结果表明:通过增加整个空冷岛外围空冷单元轴流风机群的安装角,可提高不同气象条件下的空冷岛迎面风速,降低空冷岛进口空气温度,减小机组运行背压。轴流风机群分区调节方案,可为空冷岛安全高效运行提供参考。     

空冷岛扁平管外翅片空间的大涡模拟研究

本文基于计算流体力学软件FLUENT采用大涡模拟方法(LES)及Smagorinsky-lilly亚格子模型,对空冷岛扁平管外翅片空间的流动与换热特性进行了三维瞬态湍流数值模拟。计算结果表明大涡模拟方法能较好地模拟空冷岛扁平管外翅片空间的瞬态流动特性,能够捕获更多的流场细节信息。可得出流场中温度、压力、涡量等各参数的瞬态变化特性以及翅片空间尾流区瞬态三维涡的发展演化过程,更好地预测多尺度湍流。为进一步揭示扁平管温度场和流场的协同关系以及大型空冷系统多尺度输运规律和非线性尺度效应机理打下基础。     

内部导流对空冷单元流动传热特性的影响

通过改变空冷单元内冷却空气流场温度场,可提高空冷凝汽器的传热性能.针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了内部安装空气导流装置的空冷单元冷却空气流动传热过程的物理数学模型.通过CFD模拟获得了冷却空气流场和温度场,分析了不同环境因素影响下加装空气导流装置后空冷单元内空气流动传热特性的变化规律.结果表明:在空冷单元内安装导流装置能提高冷却空气流场的均匀性,降低冷却空气温度,改善空冷凝汽器的运行特性.     

电站空冷系统方案设计研究

蒸汽循环发电系统的主要特征是不断排放大量低品位热能。缺水矿口电力生产的限制性条件是电站冷却大量用水。直接空冷系统(GEA系统)不适应机组向大容量的发展,水循环间接空冷系统(Heller系统)其热效率较低。本文以1000MW电站为参考,研究间接空冷系统,旨在寻求一种节能省水、经济效益显著的电站空冷系统方案设计。     

扁平管外蛇形翅片空间的流动换热性能数值模拟

扁平管外纤焊蛇形翅片是直接空冷凝汽器翅片管的一种常见形式,研究扁平管外蛇行翅片空间的空气流速和温度分布规律,对指导直接空冷凝汽器的设计和运行具有重要意义.针对不同空冷凝汽器管束夹角、不同空气温度以及不同空气入口流速,分别对空气侧流场和温度场进行了数值模拟,得到了空冷器外流场和温度场,以及对流换热Nu和摩擦系数f随Re和空冷器夹角的变化规律.数值模拟结果表明,不同的空冷器管束夹角显著影响其流动和换热特性,夹角越大,凝汽器空冷效果越好.     

火电厂直接空冷凝汽器传热性能实验研究

直接空冷凝汽器的传热性能是火电厂空冷机组优化运行和设计的重要依据.针对实际运行的某典型600 MW直接空冷机组的冷端系统,利用红外热像仪测量了不同空冷凝汽器翅片管束表面的温度分布,并与热电偶测量的温度进行比较分析.发现,受管内蒸汽流向和凝汽器冷却三角内空气流场的综合影响,顺流和逆流凝汽器的壁面温度都表现出从上至下逐渐上升的趋势,为进一步预测凝汽器空气侧流场特性和进行空气侧的传热强化提供了参考;通过实验研究,获得了机组空冷凝汽器单元空气侧传热系数关联式.本文的结果对变工况条件下空冷机组的优化运行以及空冷凝汽器设计的改进具有指导意义.     

一种空冷单元空气导流装置流动传热特性

通过对空冷单元冷却空气进行合理导流,可改善空冷凝汽器的传热性能。针对600MW机组空冷凝汽器典型结构,设计了一种空冷单元空气导流装置,建立了空冷单元内冷却空气流动传热过程的物理数学模型。通过CFD模拟,获得了不同环境因素影响下加装空气导流装置后空冷单元内流动传热特性的变化规律。结果表明:在空冷单元内安装导流装置能提高空气流场的均匀性,降低管束表面局部高温区的温度,为空冷单元的优化设计提供一定依据。     

金属膜片和回流杆结构对大间隙速调管谐振腔高频特性的影响

利用模拟软件和数值计算方法,对感性加载大间隙速调管谐振腔的高频特性进行了分析,结果表明:增加膜片数量对减弱间隙空间效应的贡献有限,而一旦加载感性回流支撑杆,即使只填充4个膜片,已能基本消除空问电荷效应;由于回流杆的电感和谐振腔的固有电感可比较,导致谐振频率相对提高达9％;与对谐振频率的影响相比,回流杆尺寸对谐振腔电场分布的影响要小得多;而对于经过频率优化的谐振腔,回流杆尺寸对放大器工作特性的影响基本可以忽略.应用以上结论设计出的感性加载大间隙速调管放大器,能稳定提取约1.13 GW的微波功率,功率效率约38％.     

有机废气处理生物膜滴滤塔操作方式研究

通过对生物膜滴滤塔降解VOC数学模型进行的因次分析,分析了操作方式对生物膜滴滤塔降解性能的影响,并通过实验研究获得了操作方式对滴滤塔降解低浓度甲苯废气的净化性能、填料床内温度分布以及气体进出口温差的影响规律。实验结果表明:相比顺流操作而言,逆流操作时系统的净化效率高,气体进出口温差大;操作方式的不同直接导致了塔内温度分布的改变,在顺流操作时塔上部温升迅速,底部温升平缓;而逆流操作时塔下部温升迅速,顶部温升较小。     

流体机械外特性性能试验台内流研究

本文采用三维N-S方程和标准Κ-ε两方程模型对自行设计的30000m~3/h风量测试装置在两种送风方式(侧送/顶送)下多流量测量范围(喷嘴开数9/3/1)的内流特性进行了数值分析,结果表明设计能达到流量测量的精度要求;侧送风比顶送风方式有更好的测量精度;在同种送风方式下小流量范围测量精度更高;侧送风测量精度最高值在满量程的1/3到2/3之间.文中分析并指出了影响顶送风方式测量精度的原因在于转弯处分离流动对测量流道的堵塞.     

Numerical Simulation of Swirl Flow Characteristics of CO2 Hydrate Slurry by Short Twisted Band

The development of oil and gas resources is gradually transferring to the deep sea, and the hydrate plugging of submarine pipelines at high pressures and low temperatures is becoming an important problem to ensure the safety of pipeline operations. The swirl flow is a new method to expand the boundary of hydrate safe flow. Numerical simulation of the hydrate slurry flow characteristics in a horizontal pipeline by twisted band has been carried out, and the flow of CO₂ hydrate slurry in low concentration has been simulated by the RSM and DPM models. The results show that the heat transfer efficiency is also related to Re and particle concentration. The velocity distribution has the form of symmetrical double peaks, and the peaks finally merge at the center of the pipeline. Vortexes firstly appear on both sides of the edge of the twisted band, and then move to the middle part of the twisted band. Finally, the vortex center almost coincides with the velocity center. The rotation direction of hydrate particles is the same as the twisted direction of the twisted band, twist rate (Y) is smaller, Re is larger, and the symmetric vortex lines merge farther away. The initial swirl number is mainly related to Y, but not Re. The swirl flow attenuates exponentially, and its attenuation rate is mainly related to Re, but not Y. Compared with ordinary pipelines, the swirl flow can obviously improve the transportation distance of hydrate slurry.     

小圆管内纳米流体层流流动特性的实验研究

实验研究了水平圆管内CuO-水纳米流体在层流区的流动特性,CuO纳米颗粒的质量分数为0.5%、1%、2%,平均温度为30℃、40℃、50℃,实验研究表明:在本试验范围内,流动阻力的大小同温度的升高呈现降低趋势,而随质量分数的增加变化不大.     

刮膜蒸发器内非牛顿流体流场特性数值模拟

刮膜蒸发器是通过旋转刮板强制成膜,可实现高黏度非牛顿流体类物料平稳蒸发的新型高效蒸发器.蒸发器内流体的流动、分布与传输机制直接决定了蒸发器的蒸发效率与功耗.不同于现有研究主要基于牛顿流体开展,本文针对不同黏度的非牛顿流体,建立蒸发器三维计算流体动力学模型,系统研究了蒸发器内的流场分布特性和成膜机理.结果表明:低黏非牛顿流体的流场分布特性和牛顿流体类似,物料可在壁面形成均匀且连续的液膜;随着黏度的增加,液膜的均匀性和连续性逐渐变差.通过对流场分布与传输形式的研究,结合液膜分布、速度分布、剪应变率分布,以及黏度分布进行对比分析发现,蒸发器内部结构与运行状态形成的剪切场与黏度分布是蒸发器良好成膜的关键.此外,提出对刮板前缘进行弯折可辅助高黏流体液膜铺展,并对最佳弯折角度进行探索.本研究为刮膜蒸发器的设计和应用提供了理论指导与依据.     

刮膜蒸发器内非牛顿流体流场特性数值模拟

刮膜蒸发器是通过旋转刮板强制成膜,可实现高黏度非牛顿流体类物料平稳蒸发的新型高效蒸发器.蒸发器内流体的流动、分布与传输机制直接决定了蒸发器的蒸发效率与功耗.不同于现有研究主要基于牛顿流体开展,本文针对不同黏度的非牛顿流体,建立蒸发器三维计算流体动力学模型,系统研究了蒸发器内的流场分布特性和成膜机理.结果表明:低黏非牛顿流体的流场分布特性和牛顿流体类似,物料可在壁面形成均匀且连续的液膜;随着黏度的增加,液膜的均匀性和连续性逐渐变差.通过对流场分布与传输形式的研究,结合液膜分布、速度分布、剪应变率分布,以及黏度分布进行对比分析发现,蒸发器内部结构与运行状态形成的剪切场与黏度分布是蒸发器良好成膜的关键.此外,提出对刮板前缘进行弯折可辅助高黏流体液膜铺展,并对最佳弯折角度进行探索.本研究为刮膜蒸发器的设计和应用提供了理论指导与依据.     

扩压叶栅端壁角区流向涡对湍流特性的影响

本文用三维激光多普勒测速技术测量了平面扩压叶栅的叶片吸力面角区流动湍流特性，如紊流动能分布、雷诺应力分布等．分析了角区内流向涡和通道涡对湍流特性分布的影响，结果表明：流向涡的核心区域及旋涡与附面层相互作用区域的湍流动能增加．同时，旋涡和旋涡运动强烈影响着雷诺正应力和切应力的分布规律．     

喷嘴雾化特性实验研究

液体雾化是当前两相流研究中非常重要的课题,在农业、能源以及环境工程中具有广泛的应用价值,进行深入系统的研究具有重要意义。本文以空气、水为工质,使用马尔文粒度仪对单相和两相雾化器喷嘴的雾化特性进行了比较实验研究。测量了不同压力配比条件下液体雾化粒子的粒径分布,详细讨论了压力对于喷嘴雾化效果的影响。同时得出了两相流量与压力之间的变化规律。     

两相流流型动力学特征多尺度递归定量分析

基于垂直上升管中测取的气液两相流电导波动信号,采用递归定量分析方法,从多尺度角度研究了气液两相流泡状流、段塞流及混状流三种典型流型的动力学运动特征.研究结果表明,低频泡状流及混状流在递归图表现为沿对角线方向比较发育的混沌递归线条纹理特征,表明了低频运动的泡状流及混状流具有较好的确定性运动行为,而随着泡状流及混状流运动频率增加,混沌递归特征变差,其运动特征逐渐向随机方向发展.对于段塞流,在混沌递归图上逐渐呈现间歇的矩形块纹理结构,且段塞流中液塞与气塞的间歇运动特征出现在高频段,而段塞流中的泡状流运动则出现在低频段上,且随着泡状流运动频率增加,泡状流逐渐失去确定性运动行为.表明了基于电导波动信号的多尺度非线性分析方法是理解与表征气液两相流动力学特性的有效途径. 关键词： 两相流 流动特性 多尺度分析 递归分析