含不凝性气体的蒸汽冷凝数值模拟

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1、丈－大‘爱ｉｌｉｉＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工睡硕士室位花文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ．ｏ，纖含不凝性气体的蒸汽冷凝数值模拟动力工程工程领域—＿—作者姓名—＿李维仲教授指导教师答辩日期——专业学位硕士学位论文含不凝性气体的蒸汽冷凝数值模拟ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒＶａｐｏｒＣｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＰｒｅｓｅｎｃｅｏｆＮｏｎｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅＧ

2、ａｓ作者姓名：潭雪娇）专业（工程领域：动力工程学号：３１３１００１３指导教师：李维仲教授０１５年５月完成日期：２大友理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中己经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体己经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志

3、对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：含不凝性气体的蒸汽冷凝数倌模拟．，作者签名：碑ｆ巧日期：＞／ｒ年月广々日Ｉａ大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要本文旨在研宄含不凝性气体蒸汽的冷凝换热情况。分别以竖壁和电站凝汽器为研宄、、对象，建立模型并编制计算程序，通过求解数学模型获得流场不凝性气体冷凝量局部换热系数等分布特征。。首先，建立含不凝性气体的蒸汽在竖直壁面上的层流膜状冷凝两相流模型模

4、型包一括凝结液体的质量、、、动量、能量守恒方程以及蒸汽不凝性气体混合物的质量动量。能量、组分守恒方程先对控制方程组进行坐标系转换，再采用有限体积法推导离散的代数方程式，通过调用ＲＥＦＰＲＯＰ软件计算流体的局部物性参数，使用ＴＤＭＡ求解代数方程组，得到液膜厚度、冷凝质量流量随入口蒸汽浓度的变化规律等。。然后，建立含不凝性气体的蒸汽在竖直壁面上的层流膜状冷凝单相流模型忽略凝结液体对流场的影响一，并假设仅在贴壁第层网格发生冷凝，通过ＵＤＦ添加源项，实现ＦＬＵＥＮＴ软件对蒸汽冷凝相变的模拟。

5、模拟结果与两相流模型吻合良好，从而验证了单相流模型的可行性。。最后，建立含不凝性气体的蒸汽在凝汽器管束区域的层流膜状冷凝单相流模型将管束空间简化成多孔介质，采用分布阻力的方法添加动量源项以体现管束对气流的阻滞作用。计算管内冷却水至混合气体之间的串联热阻，得到传热系数以及冷凝量，将单位。体积冷凝质量流率作为质量源项添加到连续性方程中，从而实现相变的发生未冷凝的水蒸汽和所有的不凝性气体在抽气口处被当作质量汇处理，以达到凝汽器抽气系统的抽气功能。对实验凝汽器进行数值计算并校验模型的准确性后

6、，本文重点模拟并分析了工业凝汽器的流场和传热特性。关键词：蒸汽；不凝性气体；冷凝；竖壁；凝汽器；多孔介质；数值模拟－Ｉ－含不凝性气体的蒸汽冷凝数值模拟ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒＶａｐｏｒＣｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＰｒｅｓｅｎｃｅｏｆＮｏｎｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅＧａｓＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｉｍｓｔｏｓｔｕｄｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｔｈｅｒｅｓｅｎｃｅｏｆａｎｏｎｃｏｎｄ

7、ｅｎｓａｂｌｅｐｓ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｅｒａｌｓａｒｅｒｏｏｓｅｄｆｏｒｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｏｎａｖｅｒｔｉｃａｌｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｎｃｏｎｄｅｎｓｓｇｐｐ，ｒｅｓｅｃｔｖｅ．ｐｉｌｙＦｔｗｏ－ｔｉｒｓｔｎｕｍｅｒｉｃａｌｈａｓｅｆｌｏｗｍｏｄｅｌｆｏｒｌａｍｉｎａｒｆｉｌｍｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｗｉｈａ，ｐｎｏｎｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅｇａｓｏｎｖｅｒｔｉｃａｌｓｕｒｆａｃｅｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅｆｕｌｌ

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