【摘 要】
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在工业换热设备的运行中,普遍存在着气液两相流量分配的现象,气液两相的分配情况不仅影响换热设备的安全运行,而且决定了换热的效果和经济性。因此,深入地对换热设备中气液两
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在工业换热设备的运行中,普遍存在着气液两相流量分配的现象,气液两相的分配情况不仅影响换热设备的安全运行,而且决定了换热的效果和经济性。因此,深入地对换热设备中气液两相的分配特性进行研究,并得出更优化的几何结构具有重要的工程实际意义。本文研究的对象是某10MW塔式太阳能腔式吸热器的中间联箱,根据设计参数对吸热器联箱进行模化,并搭建气液两相流量分配实验台,研究不同进口工况下气液两相在四种联箱内的分配特性。首先,对传统联箱在两种流型下的两相分配特性进行研究,发现在两种流型下传统联箱的两相流量分配情况都极度不均,为此采用加装笛形管结构的联箱以改善两相流量分配特性。通过实验发现:在不同的流型下,笛形管联箱内的两相分配情况均优于传统联箱,尤其是在波状流流型下改善最明显;加装笛形管结构之后,联箱进、出口的压降变化不大;改变笛形管的笛形孔径对于两相的分配特性有很大的影响。应用商用软件ANSYS CFX探究加装笛形管使两相流量分配改善的原因,选择瞬态、非均相自由表面模型对实验过程进行了模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。通过对联箱内部各截面水的体积分数云图、空气/水的速度流线等进行动态分析,得出了不同结构联箱的分配特性产生差异的原因。本研究对后续分配联箱内部结构的优化提供了思路。
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