冷凝式換熱器的對流換熱研究.pdf

1、冷凝式燃?xì)鉄崴鲹Q熱器與普通燃?xì)鉄崴鲹Q熱器相比，增加了一級冷凝裝置，使煙氣中的水蒸氣在低于飽和溫度下凝結(jié)，利用了水蒸氣釋放的潛熱，降低了排煙溫度，熱效率得以提高，同時煙氣中的CO2、NOx、SO2等酸性氣體溶于冷凝水使得煙氣得到凈化，達到高效環(huán)保的目的。
　　 本文以燃?xì)鉄崴髦新菪夤芙Y(jié)構(gòu)的冷凝式換熱器為研究對象，應(yīng)用計算流體力學(xué)(CFD)的方法，使用前處理軟件Gambit建立冷凝式換熱器三維物理模型并對模型進行網(wǎng)格劃分，通

2、過編譯水蒸氣的凝結(jié)傳熱傳質(zhì)用戶自定義程序（UDF），使用FLUENT多相流模型對換熱器耦合傳熱傳質(zhì)求解，得到流場的溫度分布、壓力分布、速度分布以及換熱系數(shù)、換熱效率和冷凝效果等。最后對冷凝式換熱器的熱工性能進行了實驗研究，測試在不同參數(shù)下的熱效率。在數(shù)值計算前，對換熱器的能效進行了分析，并分析了煙氣的物性及各個運行工況對換熱器熱工性能的影響，介紹了對耦合換熱壁面的處理、對水蒸氣冷凝的處理、邊界條件和材料屬性的設(shè)置、求解模型及方法。在數(shù)值

3、仿真時考慮不同扁管排布及扁管材料、入口水的參數(shù)、入口煙氣參數(shù)、隔熱板的位置對換熱器換熱性能的影響，并對冷凝段的煙道結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。
　　 數(shù)值仿真結(jié)果表明:紫銅管和鋁管換熱器總換熱系數(shù)要稍高于不銹鋼管，在安全壁厚條件下，可通過減薄不銹鋼管的壁厚來達到紫銅管和鋁管相同的換熱系數(shù)，且經(jīng)濟性較好;扁管的排布對水的進出口壓差影響很大，而對換熱性能、冷凝效果影響較小。相比水的流量，入口水溫對熱效率影響更明顯;水流量的增加及入口水溫的降低，

4、導(dǎo)致水流整體溫度的降低，出現(xiàn)更多低于煙氣露點溫度的位置，即發(fā)生冷凝的面積增加，釋放更多的潛熱量，提高了冷凝率及熱效率。煙氣的速度增大時，減小了煙氣與管壁之間的顯熱交換時間，煙氣中顯熱利用不充分，排煙損失所占熱負(fù)荷比例增大，換熱效率下降及冷凝效果下降。隔熱板的位置改變了高溫段與冷凝段的換熱面積和煙氣的流動，對熱效率及冷凝效果影響顯著。煙氣中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)增大，使得水蒸氣的分壓上升，冷凝更容易，冷凝率有增大趨勢，潛熱量占熱負(fù)荷的比例增大，