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《西安建筑科技大学》 2016年
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超临界锅炉水冷壁中超临水的传热及阻力特性研究

韩海龙  
【摘要】:随着我国现代化进程的深入,人们对能源的需求量也逐年升高。由于我国能源消费以煤炭为主,所以降低供电煤耗,发展超临界发电技术成为了我国节能减排的重要途径之一。为了适应电网负荷谷峰的变化,现代的超临界、超超临界发电机组都采用变压的运行方式,超临界锅炉的水冷壁设计是其中的关键技术之一。在变压运行中,随着负荷的变化,压力也在不断的变化,这使得水冷壁管内的流动及传热极为复杂,可能会出现传热强化和恶化的现象。本文以水为工质,对垂直上升的?35×8mm,?35×6mm两种内螺纹管,在压力为23.5~28MPa,质量流速分别为600,800,1000 kg·m-2·s-1,热流密度分别为300,400,500 kW·m-2的工况下的传热和摩擦阻力特性进行了系统的研究。根据试验结果,分析了超临界压力区质量流速、热流密度、压力、浮升力变化对内螺纹管传热特性的影响,研究认为:超临界压力下水在大比热区发生传热效率下降是多种因素的综合作用,宏观因素是壁面被低密度流体薄层覆盖,微观因素是浮升力的影响。得出超临界水在大比热区发生传热强化的主要因素是比热的增大。分析了拟临界温度附近的大比热区内的传热异常现象。对比了前人经典的传热关联式,给出了新的传热计算关联式。本文研究了超临界压力下摩擦阻力随质量流速、热流密度、压力、Re数、螺纹高度、螺距、螺旋升角的变化规律,对比5种阻力系数关联式,表明关联式计算值与试验值存在较大的误差。给出了以管内结构参数及Re数为变量的摩擦阻力系数关联式,其计算值和试验值的算术平均相对误差低于10%。得出质量流速是影响摩擦压降和总压降的主要因素。根据试验结果分析Re数、螺纹高度、螺距、螺旋升角对摩擦阻力系数的影响。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM621.2

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