数值模拟在凝汽器水侧流动特性分析中应用

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1、第52卷第3期汽轮机技术V01．52No．32O1O年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2OlO数值模拟在凝汽器水侧流动特性分析中的应用谷楠，马权，董爱华(1哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046；2哈尔滨市热力规划设计研究院有限公司，哈尔滨150001)摘要：通过计算流体力学在实际工程中的分析和结果，详细阐述数值分析模拟在凝汽器水侧流动特性分析中的应用情况。通过对凝汽器水侧阻力进行计算和分析过程的详细剖析，阐述了数值模拟在水室结构优化，降低流动阻力等方面所起到的指导作用。关键词：凝汽器；数值模拟；

2、漩涡；流线；总压；速度；阻力分类号：TK264．11文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)03-0185-03ApplicationofNumericalSimulationintheAnalysisoftheFlowFieldCharacteristicsoftheWaterSideinCondenserGUNan．MAQuan．DONGAi．Hua(1HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China；2HarbinInstituteofHeatingPla

3、nandDesign，Harbin150001，China)Abstract：Accordingtotheanalysisandcalculatedresul~oftheComputationalFluidDynamic(CFD)inthepracti．calprojects，theapplicationofnumericalsimulationintheanalysisoftheflowfieldcharacteristicsofthewatersideincondenserispresentedindetailin

4、thispaper．Basedonthecalculationofthewaterresistanceincondenserandthestudyontheanalysisprocess，theguidingfunctionofthenumericalsimulationinoptimizingwaterchamber’structureandreducingflowresistanceisintroduced．Keywords：condenser；numericalsimulation；vortex；streamli

5、ne；t0taIpressure；velocity；resistance中间通过短的直管相连，进出口均位于凝汽器水室下方。由0前言于凝汽器的冷却管数量太多，全部按实际结构模拟分析，极为困难，因此必须进行简化处理。简化后的计算模型如图1近年来，计算流体力学在工程中的应用越来越广泛，它所示，简化的方法是减少管数量，方法是保证流通面积一致，是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热即增大每个冷却管的直径，将每个腔室管数减少，布管保持传导等相关物理现象的系统所做的分析。计算流体力学基原布置形状。由于模拟的结构两路互不

6、联通，因此第一组和本思想可以归结为：把原来在时间域及空间域上连续的物理2量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。以下就结合某机组凝汽器水侧流动的CFX分析过程及结果来详细介绍。1分析模型本文中以某600MW机组的双背压凝汽器为例，以该凝汽器的水侧结构为计算模型，采用CFX流场分析软件对凝汽器水侧的流动特性进行了全面深入的分析。凝汽器水侧流路分两组，第一组在外侧，有前后两个室，中间通过

7、U型弯管相连，第二组在中间，也是前后两个水室，图1分析模型收稿日期：2009-02-02作者简介：谷楠(1983一)，女，助理工程师，现从事技术管理工作。l86汽轮机技术第52卷第二组分别模拟。模拟采用k一模型，网格数量每组大约在720万左右。在进行分组模拟时，每一组进口给定总温、总压和流量条件。2分析结果由于CFX具有非常灵活的后处理功能，这些功能为分析结果的全面分析提供了非常便捷的途径，可以很全面地对整个水侧的阻力、梳线、速度等流场特性的计算结果进行提两个旋涡取分析，下面就针对本次分析的各部分结果进行一一详述。2．

8、1整体三维流线分布图2为始于进口面的三维流线图，可以直观地看到，由于水侧两路的结构不同，一路为通过U型连通管连接，另一路为直管连接，结构的不同流场情况也出现很大的变化，即使是同一路，由于出口结构不对称也导致了流动不均匀，同时叠加重力影响，这就决定了水室的进口流动不均匀性，其流线有较大的旋转，在其进口存在较强的旋涡。而通过三维图2第