汽水接触换热过程数值模拟
蒸汽-水接触换热现象在实际生产中普遍存在，如蒸汽储热。汽水换热特性直接影响其系统运行，为了提高其运行安全性、热效率以及经济效益，应竭力研究该过程的换热特性。 论文利用Fluent14.0模拟得出蒸汽-水直接接触换热过程中流体的温度场和速度场的分布。在此基础上，研究分析了变蒸汽压力、初始水温、充汽高度以及充汽角度等工况对蒸汽-水直接接触换热效果的影响。研究表明:蒸汽压力越高的工况流体扰动越剧烈;相同充汽时间内温升大但其温度均匀性较差。初始水温越低的工况低温水温升大但其温度均匀性较差。充汽管口位于中间位置处时，无量纲温度以及温度均匀性指数值最高且换热效果最佳;充汽管口位于计算域下部时换热效果优于充气管口位于计算区域上部处。充汽角度对换热有着双重影响，其最佳值受实际装置和流体物性等众多因素影响可以确定的是在60°和30°附近位置处换热效果最好，但其对温度均匀性的影响不大。 应用响应曲面法得到蒸汽压力、初始水温、充汽高度、充汽角度四个影响因素对无量纲温度和温度均匀指数的影响度;同时拟合出误差在2％以内的数学关系表达式。其中无量纲温度的影响度由高到低依次为:蒸汽压力、初始水温、充汽角度、充汽高度。两影响因素交互作用影响程度由强到弱依次为:充汽高度-充汽角度、蒸汽压力-初始水温、初始水温-充汽高度、初始水温-充汽角度、蒸汽压力-充汽高度、蒸汽压力-充汽角度。各影响因素对温度均匀性指数的影响度由高到低依次为:充汽角度、初始水温、蒸汽压力、充汽高度。两影响因素交互作用影响程度由强到弱依次为:充汽高度-充汽角度、初始水温-充汽高度、蒸汽压力-初始水温、蒸汽压力-充汽高度、初始水温-充汽角度、蒸汽压力-充汽角度。
直接接触;响应曲面;换热过程;数值模拟
大连理工大学
硕士
热能工程
陈贵军
2015
中文
TK124
72
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）