真空鍋爐管束冷凝換熱特性研究.pdf

1、真空鍋爐自從在日本首次推出以來，由于其運行安全可靠、無氧腐蝕壽命長、結構緊湊占地少、冷凝換熱效率高、熱媒溫度靈活可變等優(yōu)勢受到國內(nèi)外熱能設備領域越來越多的關注與研究。
　　真空鍋爐的全稱叫做真空相變鍋爐，具有兩個特征，一個是“真空”，一個是“相變”。本課題主要研究的是燃氣真空鍋爐內(nèi)換熱管束（換熱器）的蒸汽-水換熱過程的特性。真空鍋爐換熱管束的蒸汽-水換熱過程相當復雜，影響因素眾多，有真空度、管內(nèi)冷卻水流速、進出口溫度、蒸汽流向、熱

2、通量、管排布置等，這些因素對管束冷凝換熱效率的影響表現(xiàn)統(tǒng)稱為“管束效應”。為得到這些因素對管束冷凝換熱效率的影響機理，本文進行了實驗研究和數(shù)值模擬，并根據(jù)課題研究結果提出了換熱強化措施。
　　在試驗研究中，與寧波富爾頓熱能設備有限公司合作搭建了真空鍋爐實驗臺，鍋爐的型號為：WNS0.47-1.0-60/50-YQ，額定熱功率為0.47MW。在實驗臺上安裝測點，研究了不同工況下的管束冷凝換熱特性，得到管排位置、管內(nèi)流速、熱通量、真空

3、度等對管束效應的影響情況。實驗結果表明，在真空鍋爐中由于管束效應的存在出現(xiàn)了冷凝換熱不均勻的現(xiàn)象，熱通量越大換熱不均勻現(xiàn)象越明顯。
　　在此基礎上，通過 ANSYS軟件對管束間含不凝性氣體的蒸汽流場進行了數(shù)值模擬。模型選擇了實驗中的一個典型工況，模型包括凝結液體的質量、動量、能量守恒方程以及蒸汽-不凝性氣體混合物的質量、動量、能量、組分守恒方程。模型結果很好地解釋了實驗中的管束冷凝換熱不均勻現(xiàn)象。
　　根據(jù)實驗結論與數(shù)值模擬