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电站直接空冷式翅片管换热和流动规律及空冷单元流场特性数值研究

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1引言

1.1概述

1.2研究现状

1.2.1翅片管的研究现状

1.2.2电站空冷器的研究现状

1.2.3本文研究内容

2矩形翅片双排管换热和流动的数值模拟

2.1矩形翅片双排管的物理数学模型

2.2控制方程

2.3数值计算方法

2.4壁面函数法

2.5边界条件和物性参数

2.5.1边界条件

2.5.2物性参数

2.6收敛准则

2.7数据处理

2.8模型验证

2.9计算结果与分析

2.9.1迎面风速对矩形翅片双排管的换热与流动的影响

2.9.2翅片间距对矩形翅片双排管的换热与流动的影响

2.10本章小结

3蛇形翅片单排管换热和流动的数值模拟

3.1蛇形翅片单排管物理数学模型

3.2控制方程

3.3数值计算方法

3.4边界条件和物性参数

3.5收敛准则

3.6数据处理

3.7模型验证

3.8计算结果与分析

3.8.1迎面风速对蛇形翅片管的换热与流动的影响

3.8.2翅片间距对蛇形翅片管的换热与流动的影响

3.8.3翅片间距对翅片性能的综合评价

3.8.4翅片高度对蛇形翅片管的换热与流动的影响

3.8.5翅片高度对翅片性能的综合评价

3.9本章小结

4直接空冷凝汽器单元流场特性数值模拟

4.1直接空冷凝汽器单元物理数学模型

4.2控制方程

4.3数值计算方法

4.4边界条件的设置

4.5收敛准则

4.6数据处理

4.7计算结果与分析

4.7.1正Y来流方向环境风速对空冷单元流场的影响

4.7.2正X来流方向环境风速对空冷单元流场的影响

4.7.3平台高度对空冷单元流场的影响

4.7.4环境温度对空冷单元流场的影响

4.7.5挡风墙高度对空冷单元流场的影响

4.7.6来流风向角对空冷单元流场的影响

4.8本章小结

5结论

参考文献

作者简历

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摘要

本文对直接空冷式矩形翅片双排管和蛇形翅片单排管的气侧换热和流动特性进行了数值研究,得到了在不同迎面风速下,两种翅片管周围空气速度和温度分布,结果显示蛇形翅片单排管的气侧换热和流动阻力性能均优于矩形翅片双排管。 分析了蛇形翅片单排管的翅片间距和翅片高度变化对翅片整体性能的影响,采用传热因子j 与阻力因子f的比值j/f厂作为评价准则,计算结果表明,在所研究的工况中,翅片间距在4.5mm时,翅片管整体性能最佳,翅片高度在11mm时,翅片管整体性能最佳。 考察了环境来流风速、空冷平台高度、环境温度、挡风墙高度和来流风向角五个影响因素,对空冷单元在大空间的流场特性进行了数值研究。计算结果表明来流风速及环境温度的升高对流场影响较大,减小了散热器的排风量,降低了轴流风机的吸风性能;而空冷平台高度对流场影响很小;挡风墙向下延伸可提高风机吸风能力,挡风墙向上延伸对空冷单元流场作用不大;来流风向角的改变使空冷单元流场发生较大变化,两侧散热器的排风量均呈波动性变化,随着来流风向角的增大,轴流风机的吸风能力总体呈上升趋势。 本文的研究结果不仅对翅片管的设计及优化具有指导意义,而且可为直接空冷机组凝汽器的设计和运行提供参考。

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