水平橢圓管蒸發(fā)式凝汽器設(shè)計與研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，淡水資源日益匱乏，節(jié)約用水越來越受到重視。從20世紀80年代國內(nèi)引入蒸發(fā)式冷凝器，因其換熱效率高、節(jié)能節(jié)水、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點被應(yīng)用到制冷和石化行業(yè)。由于當時沒有意識到淡水資源的重要性，在火電廠并未得到應(yīng)用，但是在國外，蒸發(fā)式冷凝器早已應(yīng)用到火電廠，并取得了良好的效果。所以，將蒸發(fā)式冷凝器應(yīng)用到火電廠冷卻系統(tǒng)中具有重要的工業(yè)價值。
　　蒸發(fā)式冷凝器繼承了水冷系統(tǒng)和空冷系統(tǒng)的優(yōu)點，主要利用水汽化吸收潛熱而達到冷卻

2、汽輪機乏汽的目的。蒸發(fā)式冷凝器自從在國內(nèi)投入使用，其內(nèi)部換熱管束基本上都是采用不同形式的圓管，隨著人們對于異型管的研究，發(fā)現(xiàn)其換熱效果優(yōu)于圓管，并逐漸得到應(yīng)用。異型管中使用最普遍的是橢圓管，將橢圓管應(yīng)用到蒸發(fā)式凝汽器中，更能突顯蒸發(fā)式冷凝器節(jié)水節(jié)能的特性。因此，本文的目標是設(shè)計水平橢圓管蒸發(fā)式凝汽器，搭建實驗臺進行實驗，整合相關(guān)公式為以后大型橢圓管蒸發(fā)式凝汽器的設(shè)計和在電廠推廣及應(yīng)用提供技術(shù)支持。
　　本文通過閱讀大量有關(guān)蒸發(fā)式凝

3、汽器、橢圓管換熱規(guī)律、水平管外液膜流態(tài)研究文獻，通過分析蒸發(fā)式冷凝器原理和參照相關(guān)的蒸發(fā)式冷凝器實驗裝置，完成了水平橢圓管蒸發(fā)式凝汽器傳熱與流動實驗系統(tǒng)的設(shè)計。實驗?zāi)康氖且詸E圓管為研究對象，研究蒸汽在橢圓管內(nèi)的流動特性、橢圓管外液膜的發(fā)展特性和管外流場的阻力特性。實驗采用控制變量的方法，主要參數(shù):蒸汽背壓8～25kPa、蒸汽進口流速15～60m/s、空氣流速3～5.2m/s、噴淋密度0.03～0.12kg/m·s、空氣溫度25℃～40℃

4、和空氣濕度40％～60％。
　　此外，本文對水平橢圓管外液體的降膜流動進行了數(shù)值模擬，采用VOF對氣液交界面進行追蹤的方法，得到了不同管型、管間距和噴淋密度對橢圓管外液膜的流動和液膜厚度分布的影響規(guī)律。在管周0°～180°范圍內(nèi)，液膜厚度先減小后增大，其隨噴淋密度的增大而增大，隨管間距的增大而減小。與圓管進行對比，得到橢圓管外的液膜厚度分布更加均勻，波動性減小;在不同橢圓管型的對比中，發(fā)現(xiàn)管型參數(shù)即橢圓比對液膜的影響存在最優(yōu)值，并