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QSH型汽水混合加热器是一种新型的蒸汽与水直接混合而将水加热的装置,因其换热效率高、噪声小、结构简单、运转费用低廉等特点在供热、化工、石油、电力等领域都得到了广泛应用。QSH型汽水混合加热器内部流动为过程复杂的气液两相流,存在着多孔射流、自由边界、剪切层的相互作用,两相间在进行动量和热量的传递同时还伴随着由于相变引起的质量传递。目前对QSH型汽水混合加热器的设计还没有完全成熟可行的计算公式,主要是依靠设计者的经验和通过反复试验进行,这就限制了 QSH型汽水混合加热器设计的合理性。本文借助FLUENT软件平台,通过对QSH型汽水混合加热器进行CFD数值模拟,研究分析了结构参数及操作参数对QSH型汽水混合加热器内部流场的影响规律,在此研究基础上,提出了一种新型的旋流型汽水混合加热器,并针对QSH型汽水混合加热器的振动对结构作了改进。模拟结果与实验结果基本吻合,验证了模拟方法的正确性,模拟结果显示了:(1)冷水在渐缩段内进行接近绝热等熵的降压加速过程,在喉管处速度达到最大值,蒸汽室中的蒸汽从加热小孔高速射入水中,蒸汽与冷水进行热传递并释放出大量潜热,使冷水温度升高,但是出现局部混合不均匀,蒸汽射入冷水中形成椭圆形汽羽。(2)喉管直径越小,冷水的质量流量越小,阻力损失越大,冷水在在喉管处的速度越小,冷水温度升高越少;喉管长度越短,出口处的速度越大,温度越高;加热小孔喷射角度越小,蒸汽传递给冷水的动量越大,出口处水的速度越大。加热小孔喷射角度还影响蒸汽的质量流量,夹角越小,蒸汽的质量流量越大,水温升高越多。汽羽的长度随着夹角的减小而增大,在夹角较小时出现汽羽交叉,QSH型汽水混合加热器的性能受到影响。(3)蒸汽入口压力越大,出口处水的速度越大,温度越高。汽羽长度随着蒸汽入口压力的增大而增大,汽羽的无量纲穿透长度和蒸汽入口压力近似为线性关系。(4)蒸汽入口的偏移量越大,形成的蒸汽旋流形态越好,冷水和蒸汽的混合程度越好,形成的热水温差越小。目前,国内外对QSH型汽水混合加热器的研究很少,本文所做的工作可为QSH型汽水混合加热器的设计和优化提供依据,对改进QSH型汽水混合加热器的性能、提高换热效率也有着重要的意义。另外,也在复杂模型的建立和简化、网格的划分、计算模型的采用等方面做了一些有益的探索,希望能对相似类型的数值模拟问题提供借鉴。