热力除氧器除氧效果数值研究

论文摘要

水中的溶解氧是造成热力设备腐蚀的主要原因之一,因此,除氧是水处理过程中极其关键的环节。为提高热力设备的使用寿命,工程上应尽量除去水中的溶解氧。论文根据通用的含氧量计算表格,结合文献中的典型计算方法,得到了比较通用的含氧量计算公式,利用FORTRAN平台开发了含氧量计算程序,并对该程序进行了验证,结果表明其计算结果能够满足工程要求。论文利用FLUENT为计算平台研究了两相流模型在热力除氧器中应用的可行性,计算表明VOF模型能够较好的模拟这一物理现象,模拟得出了除氧器热井中水流场的温度和压力场的分布,结合含氧量计算程序可得出水中溶解氧的分布。在此基础上,研究讨论了蒸汽加热管位置、逸气高度以及采用多管加热时不同加热管排列方式对除氧效果的影响。研究结果表明：在所研究的加热管靠近挡板处、位于中间位置、靠近除氧器右壁面这三种情况中,当加热管位置靠近挡板处时,除氧效果较好；逸气高度对除氧效果有影响,在计算的三种高度中,中间高度最好,低于或高于该高度时水出口含氧量较高,对后续设备腐蚀较大：为了满是工程上对除氧器的含氧量要求,根据所需加热量及工程相关指标,需采用多管加热,当两层加热管对称布置时,虽然在两层加热管之间区域含氧量较高,但是在除氧器底部区域含氧量较低,并且出口水的含氧量亦较低,对后续设备腐蚀较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文的研究背景及意义
• 1.2 本文相关内容研究现状
• 1.2.1 气液两相流研究现状
• 1.2.2 水中溶解氧计算研究现状
• 1.2.3 除氧技术研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 本文预期结果
• 第2章 数值模拟的理论基础
• 2.1 控制方程
• 2.1.1 连续方程
• 2.1.2 动量方程
• 2.1.3 能量方程
• 2.1.4 组分方程
• 2.2 湍流与湍流模型
• 2.2.1 湍流数值模拟方法
• 2.2.2 标准k—ε两方程模型
• 2.3 边界处理
• 2.3.1 近壁面区域处理
• 2.3.2 边界条件
• 2.4 数值算法
• 2.4.1 离散格式
• 2.4.2 界面插值
• 2.4.3 数值算法
• 2.4.4 迭代方法及松弛因子
• 2.5 本章小结
• 第3章 含氧量计算方法
• 3.1 现有计算方法
• 3.1.1 标准值
• 3.1.2 典型计算方法
• 3.1.3 典型计算方法比较
• 3.2 本文含氧量计算方法
• 3.3 本章小结
• 第4章 除氧效果数值模拟
• 4.1 两相流模型选择
• 4.2 物理模型
• 4.2.1 模型建立
• 4.2.2 格划分
• 4.3 典型模型分析
• 4.3.1 数值求解方法
• 4.3.2 流场分析
• 4.3.3 温度场分析
• 4.4 加热管位置影响
• 4.4.1 结果分析
• 4.4.2 含氧量分析
• 4.5 逸气高度影响
• 4.5.1 结果分析
• 4.5.2 含氧量分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 多管加热数值模拟
• 5.1 加热面积计算
• 5.2 数值模拟
• 5.2.1 物理模型
• 5.2.2 结果分析
• 5.2.3 含氧量分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢