基于双流体模型的湿蒸气凝结流动三维数值模拟

建立湿蒸气凝结流动的双流体模型,考虑了湿蒸气汽液两相流动中相间速度滑移、耦合以及湍流扩散作用的影响。针对蒸汽透平叶栅中流动的湍流特性,在单相湍流计算中数值模拟精度相对良好的两方程SSTk-ω湍流模型基础上,参照颗粒湍能输运方程理论,推导建立了湿蒸气两相流动SSTk-ω-kp湍流模型,模型中引入了液相粘性、导热及扩散系数等拟流体概念。对一直列叶栅中存在自发凝结的湿蒸气流动进行了三维数值模拟,结果表明:与中心截面相比,端壁附近汽流首先出现大量凝结核,并较早恢复到平衡状态,由于涡系结构的存在使得沿叶高汽液两相叶栅出口马赫数之间存在一定差异。本文建立的模型提高了湿蒸气凝结流动三维数值模拟的精度,更好地揭示叶栅中凝结流动的相间作用。

多种群遗传算法在湿蒸气参量测量中的应用

为了利用激光散射法快速准确地测量出汽轮机中湿蒸气的参量值,实时监测汽轮机末级蒸汽湿度,指导汽轮机安全运行,采用多种群遗传算法,用三次样条插值的方法代替散射理论公式,以理论值与测量值的最小二乘值为目标函数,设置合适的控制参量,对加入高斯白噪声的仿真数据和模拟汽缸的实验数据进行搜索寻优。结果表明,多种群遗传算法能够克制过早收敛,准确地搜索到全局最优解,在遗传代数内反演出湿蒸气的各个参量。该研究对激光散射法测量湿蒸气参量或其它微粒粒度分布的反演是有帮助的。

异轴角散射法测量湿蒸气参量的方法研究

为了实时监测汽轮机末级湿蒸气中水滴大小分布和浓度的变化,指导汽轮机的安全经济运行和锅炉给水量,减小湿蒸气对汽轮机的影响,提出了一种以CCD为探测器、测量湿蒸气参量的异轴角散射方法;根据模拟汽缸的结构和参量建立数学模型,并进行了仿真分析,得出水滴群质量中间半径、水滴数浓度和尺度分布参量的变化对散射比的影响规律;分别对不同工况下的湿蒸气进行了实验测量;仿真和实验结果变化趋势基本一致。结果表明,利用异轴角散射法测量湿蒸气参量变化是可行的。该研究对湿蒸气参量以及其它微粒的监测是有帮助的。

激光后向散射法在测量湿蒸气中的应用研究

为了研究测量汽轮机内部湿蒸气特性,采用了基于后向激光散射法的测量新方法,得到不同角度不同位置湿蒸气散射光强度数据,从而得出湿蒸气相关参量,并求得湿蒸气水滴质量中间半径为1μm左右。结果表明,无湿蒸气时的空白数据对湿蒸气方法也有影响,需要修正公式;无论有无湿蒸气,30°的散射光光强均为60°的散射光光强的1.5倍左右,30°的散射光更明显适于测量。这一结果说明激光后向散射原理测量湿蒸气是可行的。

非平衡态湿蒸气流动的过渡函数数值模拟方法

发展了一种非平衡态湿蒸气流动的快速准确数值模拟方法,该方法以解析化Wilson点参数及过渡函数算法为基础。以此方法模拟了喷管和二维叶栅的多个非平衡态凝结流动,计算和试验测量的压力分布较好地吻合。该方法可用于快速湿蒸气流动分析和湿蒸气汽轮机级设计。

湿蒸气汽轮机叶栅通道内雾滴扩散沉积特性分析

引起湿蒸气汽轮机叶片侵蚀的大水滴是由于雾滴在汽轮机叶片表面上的扩散沉积而产生的．因此，雾滴扩散沉积率的大小对大水滴在湿蒸气中所占的比例及叶片的侵蚀速度有很大的影响．采用边界层内质量传递与动量传递的比拟理论及其半经验关系式，计算并分析了湿蒸气汽轮机叶栅通道内不同尺寸雾滴的扩散沉积特性，以及压力、汽流速度和叶栅节距等参数对扩散沉积率的影响．

湿蒸气发生器节能改造技术的研究

针对于20世纪80年代投产时间较长、技术配套差、能源消耗较大的湿蒸气发生器,为节能降耗,挖潜增效,提出了一套湿蒸气发生器节能改造的综合技术。详细地阐述了在湿蒸气发生器上推广应用变频调速技术改善注气质量、烟气余热回收技术提高热效率、自动吹灰技术减轻操作工人的劳动强度、远红外涂料喷涂保温技术降低热损耗的工艺原理,并对技术改造后的成果进行了分析,提出了下步技改方向。

汽轮机性能试验中湿蒸气区焓值的计算方法

针对目前汽轮机湿蒸气区抽汽焓值计算模型的缺点,利用抽汽口级效率的概念建立了湿蒸气区抽汽焓值的计算模型,并利用国内三大汽轮机厂的原始数据对该模型进行了验证。由湿蒸气区抽汽焓值的计算结果,拟合热力过程线得出排汽焓值。通过能量平衡法对排汽焓值进行验算,该方法的特点是迭代计算量小,迭代计算3次内可完成计算,当最末一级处于湿蒸气区时,程序不需要迭代计算。结果表明:该计算模型简单,程序移植性好,所需测点少,测点积累误差小,误差小于0.25%,计算精度高。

考虑相间滑移影响的湿蒸气自发凝结流动数值研究

建立了考虑相变、相间滑移等因素的双流体模型.应用该模型对二维拉伐尔喷管及Bakhtar叶栅中的湿蒸气自发凝结流动进行了数值模拟,其计算结果与实验结果整体上吻合较好,但部分计算结果与实验结果的差别仍表明对成核后液滴生长的模拟精度可以进一步提高.对喷管的研究表明,进口过冷度对自发凝结流动具有较大影响,进口过冷度越低,"凝结冲波"强度更低且自发凝结发生位置也将更靠近流道出口.而针对Bakhtar叶栅的研究则表明,膨胀比与入口过冷度对流动中自发凝结的发生的影响具有不同作用,入口过冷度的增加会使叶栅中自发凝结提前发生,而增加进出口膨胀比则会在一定能程度减弱这一效果.

工业湿蒸气的直接热量计量

采用两相流分相流动模型分析了孔板在工业湿蒸气中的特性，并结合中、低压湿蒸气的热物理性质，论述了一种利用孔板测量工业湿蒸气传递热量的实用的热量计。作为热量计的孔板对工业湿蒸气的干度不敏感，在工业锅炉的运行范围内，该热量测量方法的理论误差小于 １．０％。文中论述的工业湿蒸气传递热量的直接测量方法，避开了两相流测量的困难，实现了温蒸气的直接热量计量，在工业中有广泛应用的价值，对于工业能源科学管理具有重要意义。

地热能全流发电用两相单螺杆膨胀机理论膨胀过程热力特性研究

针对地热能发电技术存在的系统效率与热源利用率低的问题,对全流循环发电系统中替代传统汽轮机使用的单螺杆膨胀机进行了热力特性分析。基于质量守恒方程、能量守恒方程与湿蒸汽维里状态方程,建立了考虑液体闪蒸与气液平衡的单螺杆膨胀机理论全流膨胀过程的热力学模型,探索了进气温度与干度对气液两相工质状态及膨胀机热力特性的影响机理。结果表明:当进气温度由140℃升高至170℃时,湿蒸汽工质的质量、压力和温度均得到提升,单螺杆膨胀机的输出功率也由210 kW提升至约260 kW,等熵效率在进气温度为160℃时取得77%的最佳值;进气干度的提高会减少进入工作腔湿蒸汽工质质量,进而导致膨胀结束后介质压力与温度的降低,但显著促进了膨胀机的性能参数包括输出功率和等熵效率的提高,当进气干度为0.3时,单螺杆膨胀机的输出功率超过了500 kW,等熵效率也可达76.5%。上述研究结果对应用于地热能全流发电的两相单螺杆膨胀机的热力特性分析与改善以及全流发电技术的优化有一定的参考意义。

湿硫磺蒸气腐蚀测试方法的研究

湿硫磺蒸汽方法是一种低成本评估电子产品的抗硫化能力的有效方法,本文通过加入不同饱和盐溶液的方式针对的湿硫磺蒸汽法的腐蚀情况的对比,确认在加入NaCl、KNO_3饱和盐溶液后,其腐蚀生成物成分与现场腐蚀生成物成分接近,并且对铜片的腐蚀速率有明显的加速,能够有效激发电子产品的腐蚀,针对产品的耐腐蚀能力的薄弱环节进行有效检验。

水蒸气增湿对重塑黄土抗剪强度影响的试验研究

为研究水蒸气增湿对重塑黄土抗剪强度指标的影响,以兰州市大青山地区重塑黄土为研究对象,进行不同水蒸气压力(0.05MPa、0.1MPa)下的重塑黄土高温高压水蒸气扩散柱增湿,采用快剪试验研究不同水蒸气压力增湿作用下土体抗剪强度指标的变化规律。结果表明,同一深度处,水蒸气增湿后土体的含水率沿径向减小,抗剪强度沿径向递增,水蒸气压力0.1MPa时各点处的抗剪强度均小于水蒸气压力0.05MPa时;距水蒸气扩散柱15cm处的土体含水率终将达到土体自身性质所决定的最大值,故15cm处土体的抗剪强度基本相同;同一深度处黏聚力沿径向增大,内摩擦角总体沿径向增长,但增长极小,同一点处水蒸气压力0.1MPa时的黏聚力、内摩擦均小于水蒸气压力0.05MPa时;沿深度方向,与通气点相同距离处的土体黏聚力表现出随填筑层数的增加而增加,内摩擦角没有明显差异。

水蒸气喷射泵的数值研究

建立了描述水蒸气喷射泵内部跨音速流动的理论模型。以FLUENT 12.0为计算平台,采用计算流体力学(CFD)方法,获得沿喷射泵轴向静压分布数值模拟结果,并与实验数据进行对比,两者很好的一致性验证了理论模型的适用性。CFD数值模拟结果表明,数值模拟方法能够准确捕获到喷射泵内部跨音速激波流动行为,为理解喷射泵内在抽汽机制提供了帮助。基于湿蒸气模型的数值模拟结果显示,湿蒸气模型能够捕获到喷嘴内工作蒸气的自发凝结现象,更准确地预测了水蒸气喷射泵的抽气特性,对喷射泵的结构优化和性能提高更具指导意义。

蒸汽轮机末级静叶沟槽除湿方法的数值模拟

在某蒸汽轮机末级静叶叶栅压力面中后部表面上设置了"后仰"的除湿沟槽,通过全三维两相流动数值模拟,探讨了该除湿沟槽的除湿机理。数值计算结果表明,设计的除湿沟槽能在槽道内建立起沿叶高方向的负压力梯度,正是因这种压力分布使槽道内的流体具有向上运动的能力,这样便于沟槽内的液体水向叶片顶部端壁汇聚,进而排流出叶栅流道。计算结果还表明,该除湿沟槽对蒸汽流道的汽动参数(压力和干度等)分布几乎没有形成影响。

油田专用湿蒸汽发生器炉垢类分析及处理

说明了湿蒸气发生器在投产前与停运后清洗的必要性,提出了合理的清洗方法、技术。

封闭式制冷系统旁通调节的研究

对制冷系统制冷量调节原理以及热蒸气旁通方式的缺陷进行分析,提出了用低温湿蒸气旁通和饱和蒸气旁通的方法改进制冷系统。

制冷压缩机吸气喷液循环性能分析

前言 降低制冷压缩机的排气温度,是减少压缩机的故障率、提高压缩机运行可靠性和寿命、扩大单级压缩机使用范围的重要途径,因而受到了广泛的重视,进行了广泛和深入的研究。而控制制冷压缩机吸气过热度是常用的一种降低排温方法。通常,为降低排气温度,对氟利昂而言有10～15℃的过热度。 压缩机吸入蒸气的状态分为湿蒸气状态、干饱和蒸气状态和过热蒸气状态。

石油化工厂低位能应用研究

围绕石油化工厂低位能应用这个中心，提出了湿蒸所的概念，介绍，分析了国内湿蒸气汽轮发电机组和热水型溴化锂制冷组的生产，应用情况，并对如何充分利用石油化工厂的低位能及装置取热中应该注意的问题，阐述了作者的看法。