潍坊誉金机械对原稳站---山管壳式换热器实体模型进行简化建模,同时---课题研究的准确性和经济性。
(1)建模时保留了折流板,管壳式冷凝器,考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。
(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了fluen丁中的薄壁模型,在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚,这样减少了网格数量。
(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动,不影响数值计算的结果,因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。 在对换热器结构进行建模时,考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体,网格划分需要采用分块划分的方法,将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分,冷凝器,进行网格划分。网格为非结构化网格,采用划分的四面体和金字塔网格。
管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布,在换热器运行过程中,换热器壳程入口段的速度矢量值在0.4m/s;川页着折流板走向,换热器壳程内砂的速度矢量值在0.6m/s至2m/s之间变化,回流冷凝器,在折流板上方的砂速度;在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部,固体砂的速度矢量值,大约为0. i m/s。这是由于折流板的阻挡作用,降低了砂的速度。当砂粒径较大更容易在速度降低区域形成砂沉积,卫比砂粒径0.2m m时更为明显。当砂粒径为0.4mm,换热器运行稳定时,管壳式换热器壳程入u处的含砂率较高,大约在so%左右,壳程整体砂体积变化范围在5%-20%之间,由于本次分析的砂粒径较大,为0.4mm,壳管式冷凝器,故在壳程折流板根部有少量砂沉积,但沉积区占整个壳程的体积分数低于5%。
对换热器进行不同工况分析,研究不同工况下换热器的换热性能。并编写换热器的沸腾用户自定义模型,将模型导入软件。分析换热器出现沸腾工况下内部蒸汽的流动情况,并根据对模拟结果的研究提出对换热器的改进措施。通过对模拟结果的分析可知,研究的自然循环换热器能及时有效排出堆芯余热,虽然模拟值和设计值之间有一定误差,但是误差很小不影响对换热器模拟结果的分析。换热器的复杂结构使换热器局部产生了“传热死区”和“流动死区”,这些死区的存在影响了换热器内自然循环的形成。当换热器传热进行一段时间后换热器内的壳侧温度会达到饱和出现沸腾,沸腾产生的大量蒸汽在换热器的“尖角”处聚,会对换热器内流体的传热和流动特性产生影响。
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