管内流动水中蒸汽淹没射流直接接触冷凝特性的模拟和实验研究

发布时间：2021-08-20 05:28

　　过冷水中蒸汽淹没射流的直接接触冷凝因具有较高的传热和传质速率而受到密切关注,且广泛应用在余热回收、蒸汽蓄热器、混合式加热器和核反应堆泄压等系统中。本文采用实验研究和数值计算结合的方法对管内流动水中蒸汽淹没射流的直接接触冷凝特性进行了深入研究,主要研究工作如下:搭建了管内流动水中蒸汽淹没射流的可视化实验系统,运用高速摄像系统记录透明实验段内蒸汽淹没射流冷凝现象,结合MATLAB数字化图像处理方法获取了明确的汽液界面,识别了汽羽形状并提取其特征参数,包括穿透长度和界面积。在较宽的流动工况范围（喷嘴出口蒸汽质流密度226-750 kg/（m2·s）,二次流入口水温7.5-66.8℃:,水流Re数7000-32215）系统分析了蒸汽射流凝结汽羽形态、射流穿透特性和传热特性。在150个实验工况下总计观察到5种典型的汽羽形状:半球形、锥形、收缩-膨胀-收缩形、椭圆形和发散形,并绘制了以蒸汽质流密度、过冷水温和水流Re数为坐标轴的汽羽形态三维分布图。随着喷嘴出口蒸汽质流密度和过冷水温的升高,汽羽无量纲穿透长度明显增大。然而,当水流Re数增大时,汽羽无量纲穿透长度将会大幅减小。实验测量的无量纲汽羽穿透... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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图１．１常见冷凝形式：（ａ）壁面膜状凝结（ｂ）壁面珠状凝结（ｃ）由压力变化引起的均相??凝结（ｄ）蒸汽空间内过冷水射流直接接触冷凝（ｅ）过冷水表面的蒸汽直接接触冷凝（ｆ）??

蓄热器是一个用来存储和释放蒸汽的大容器。因为蒸汽密度小，直接储存蒸??汽需要较大体积的压力容器。所以实际应用的蓄热器以高温热水为载热体，将热??能存在高压饱和热水；需用蒸汽时，再利用降压闪蒸生成蒸汽。如图１．３所示为??变压式蓄热器，蓄热器内部的核心部件是充汽喷嘴和水循环套管，二者沿长度方??向均匀分布。在蓄热之前，蓄热器容器内部约有一半的水。当系统处于蓄热状态??时，蒸汽由喷嘴喷射进入循环套管，过冷水中的蒸汽射流发生凝结，液位升高，??液位上的蒸汽占据空间减小，因而压力提高。当蒸汽压力达到容器限定压力时，??充汽蓄热阶段结束。??３??

ｅＬ＿＿ｉｚ?＾?Ｉ??过冷水??图１．２汽水喷射器结构示意图Ｗ??２．蒸汽蓄热器??为了平衡蒸汽的供求关系，在实际应用中往往存在负荷变动较大的系统，这??时需要设置储能的设备，叫做蓄热器［５９］。当生产的蒸汽超过负荷需要时，可由蓄??热器储存富余蒸汽热量；当锅炉供汽不能满足高峰负荷需求时，可启用蓄热器补??充热量，从而满足高负荷的需求。采用蒸汽蓄热系统可以降低锅炉的安装容量，??同时可以保证锅炉稳定高效地运行，从而达到节约燃料的目的。??蓄热器是一个用来存储和释放蒸汽的大容器。因为蒸汽密度小，直接储存蒸??汽需要较大体积的压力容器。所以实际应用的蓄热器以高温热水为载热体，将热??能存在高压饱和热水；需用蒸汽时


本文编号：3352905