新型中高溫太陽能噴霧式蒸汽發(fā)生器研究

【摘要】：近年來,隨著我國工業(yè)進程地加快,消耗的蒸汽量也迅速增加。工業(yè)上所用的蒸汽屬于100℃～400℃中高溫蒸汽范圍,其來源多是通過煤鍋爐或電鍋爐產生的。然而,環(huán)境污染和成本上漲等問題使傳統(tǒng)的蒸汽獲得方法不適宜工業(yè)上的長期穩(wěn)定發(fā)展。利用太陽能產生中高溫蒸汽將是太陽能中高溫利用中最有發(fā)展前景的領域之一。 本文設計了一套中高溫太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng),將太陽能集熱與蒸汽發(fā)生分為兩個獨立的部分,有效地解決了太陽能直接蒸汽發(fā)生系統(tǒng)存在的問題。系統(tǒng)主要由新型太陽能集熱器、噴霧式蒸汽發(fā)生器、循環(huán)油泵和儲油罐構成,傳熱工質采用導熱油。 為提高太陽能蒸汽發(fā)生器的蒸汽產生效率,本文將噴霧技術應用到蒸汽發(fā)生器中,設計了一種新型噴霧式蒸汽發(fā)生器。導熱油自上向下在螺旋盤管內流動,噴霧器位于螺旋盤管的下方,水經噴霧器霧化成水滴后自下向上噴向螺旋盤管瞬間產生蒸汽。 利用Fluent中的DPM模型顆粒流軌道跟蹤功能,模擬了霧化水滴群在蒸汽發(fā)生器內的分布情況;通過統(tǒng)計有效顆粒流的數(shù)量,得到了一定容積下噴霧式蒸汽發(fā)生器噴霧錐角、盤管間距和盤管中間面直徑的最佳值。 在分析噴霧式蒸汽發(fā)生器傳熱過程的基礎上,建立了完整的噴霧式蒸汽發(fā)生器的數(shù)學模型并進行積分求解,得到了水滴表面溫度和表面半徑隨時間的變化規(guī)律,并進一步討論了系統(tǒng)結構參數(shù)及工況條件對水滴汽化時間的影響,為噴霧式蒸汽發(fā)生器的理論研究奠定了基礎,對日后的實驗研究具有指導意義。 【關鍵詞】：太陽能 蒸汽發(fā)生器 噴霧式 水滴 DPM模型 汽化時間
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TL353.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 研究目的及意義10-11
• 1.3 中高溫太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的國內外應用現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文的主要研究內容13-14
• 2 中高溫太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)14-21
• 2.1 系統(tǒng)構成及工作原理14-15
• 2.2 系統(tǒng)工作介質及主要部件15-20
• 2.3 本章小結20-21
• 3 噴霧式蒸汽發(fā)生器的新型結構及理論分析21-36
• 3.1 噴霧式蒸汽發(fā)生器的結構21-25
• 3.2 物理模型及傳熱過程分析25-26
• 3.3 噴霧式蒸汽發(fā)生器結構的理論分析26-35
• 3.4 本章小結35-36
• 4 噴霧式蒸汽發(fā)生器的數(shù)學模型及汽化時間研究36-52
• 4.1 霧化水滴群的運動過程及汽化過程36-37
• 4.2 噴霧式蒸汽發(fā)生器的數(shù)學模型37-41
• 4.3 水滴表面溫度和表面半徑隨時間的變化規(guī)律41-43
• 4.4 水滴的汽化時間研究43-47
• 4.5 噴霧式和沉浸式蒸汽發(fā)生器的分析及比較47-50
• 4.6 本章小結50-52
• 5 結論及展望52-54
• 5.1 全文內容總結52-53
• 5.2 未來工作展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-59
• 附錄攻讀學位期間發(fā)表論文及參與課題項目59

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