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并联管组流量分配特性研究

石油工业技术监督 2022年第3期38卷 27-30页

作者：曹欣朱玉琴陈乐候寅马雪琼西安石油大学化学化工学院陕西西安710065

并联管组主要由分流集箱、汇流集箱和多个并联支管构成,与单一管路相比,其结构更加复杂,流体在集箱内的流动情况以及各支管中的流量分配受到多种因素的影响。流体流量分配存在不均匀性,这给并联管组的换热特性等造成不利影响,甚至给工... 详细信息

并联管组主要由分流集箱、汇流集箱和多个并联支管构成,与单一管路相比,其结构更加复杂,流体在集箱内的流动情况以及各支管中的流量分配受到多种因素的影响。流体流量分配存在不均匀性,这给并联管组的换热特性等造成不利影响,甚至给工业生产带来安全隐患。利用Fluent软件模拟流体在并联管组内的流体力学特性,探索了入口方式、流体流速、集箱及支管规格等因素对并联管组流量分配不均匀性的影响,得到流体以径向方式流入、增大集箱直径和减小支管直径或通过降低流体入口流速的方式均可提高流体分配均匀性的结论,并提出通过增大集箱的直径以减小流体流速;增加支管的长度、减小支管直径,或在某些板加节流孔板或隔板以增大支管内摩擦阻力改善流量分配不均匀性等措施,以提高相关设备运行的经济性和安全性。该研究结果对于实际生产中并联管组的优化提供指导意见。

关键词：并联管组流量分配压力分布

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宽粘度流体在并联管组中支路偏差特性研究

宽粘度流体在并联管组中支路偏差特性研究

作者：孙明旭河北科技大学

学位级别：硕士

太阳能的热利用是实现“双碳”目标的一种途径,其中熔盐储热技术能够完成能量利用的时空转化,在太阳能热利用技术领域得到广泛利用。为了提高用能总量,常采用并联管组对太阳能进行吸收,管组内工质的流动分布特性对系统的安全运行至关重... 详细信息

太阳能的热利用是实现“双碳”目标的一种途径,其中熔盐储热技术能够完成能量利用的时空转化,在太阳能热利用技术领域得到广泛利用。为了提高用能总量,常采用并联管组对太阳能进行吸收,管组内工质的流动分布特性对系统的安全运行至关重要,且粘度随温度变化明显的工质尤为突出。为此,本文以某纺织行业储能换热系统中的小型翅片式熔盐-空气换热器并联管组和宽粘度流体作为研究对象,采用流体网络理论和数值模拟方法分别研究了粘度、流速和并联管组结构参数对内部的阻力损失和流体分布特征,从而总结并联管组支路偏差特性,具体研究如下:首先,根据换热器设计原理构建出并联管组物理模型,利用流体网络理论对该模型阻力损失进行研究,研究表明:保持并联管组结构参数不变,增大粘度和降低流速能够降低流体雷诺数,工质在并联管组的流动阻力损失减小;保持粘度和入口流速不变,高集箱截面比Z和较小支管直径D会增大工质阻力损失;集箱顺流布置方式比集箱逆流布置方式的阻力损失小。其次,基于CFD软件构建并联管组数值计算模型,研究了宽粘度流体流速、粘度和并联管组结构对内部的阻力损失和流体分布特征规律,研究表明:1)粘度从0.001 5 Pa·s到0.01 Pa·s,最大支路阻力损失从870.706 Pa减小到760.710 Pa;2)当流速从1.0 m/s到7.5 m/s,最大支路阻力损失从38.092 Pa增加到1 571.784 Pa;3)当支管直径从22.5 mm到29.0 mm,最大支路阻力损失从39.618 Pa增加到46.546Pa;4)当集箱截面比Z从7.50到8.25,最大支路阻力损失1 300.733 Pa增加到1635.015 Pa;5)入口流速为5.0 m/s,当集箱布置方式从逆流转为顺流时,最大阻力损失从1 522.946 Pa减小到1 300.733 Pa。降低流速、增大粘度、采用适当小支管直径、选用高截面比和顺流布置集箱,可使流体在并联管组内流量不均匀系数接近于1,可有效改善管组内流体分布不均现象。最后,对比分析了数值模拟与流体网络理论计算结果,发现两者阻力损失之间误差高达15%-32%。因此,提出了涡流区阻力系数α修正流体网络理论计算的方法,通过最小二乘法拟合出α的取值范围为1.15-1.37,校核误差在5%以内。

关键词：宽粘度流体并联管组阻力损失流体分布不均匀系数

135 MW CFB锅炉L形屏式过热器热偏差分析

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动力工程学报 2020年第3期40卷 169-176页

作者：金鑫马有福吕俊复上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

以一台135 MW CFB锅炉的L形屏式过热器为例,对其热偏差产生机理进行了研究。通过建立热偏差计算模型和自主编制的软件,计算和分析了其同屏及屏间热偏差系数。结果表明:在同屏管组的引入引出管采用Z形布置时,集箱效应与管组内外侧管长结... 详细信息

以一台135 MW CFB锅炉的L形屏式过热器为例,对其热偏差产生机理进行了研究。通过建立热偏差计算模型和自主编制的软件,计算和分析了其同屏及屏间热偏差系数。结果表明:在同屏管组的引入引出管采用Z形布置时,集箱效应与管组内外侧管长结构不均匀对流量分配的影响相互抵消,达到了流量均匀分配的效果,同屏热偏差主要受结构不均匀和热负荷分布的影响;在各管组引入引出管的进出口集箱采用Z形布置时,由于集箱效应,屏间流量分配明显不均,这是造成屏间热偏差的主因;在实际应用中,应充分利用集箱效应对屏内及屏间工质流量分配的影响,使管内工质流量分配与管外热负荷分布相互配合,达到控制屏式过热器热偏差的目的。

关键词：循环流化床锅炉屏式过热器并联管组热偏差流量偏差

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并联管组内流量均匀分布的数学模型

动力工程学报 2011年第4期31卷 279-284页

作者：别玉胡明辅毛文元常静华昆明理工大学太阳能工程研究所昆明650224

为解决并联管组中流体流量分布不均的问题,提出改变集管内局部阻力配置的方法,建立了基于动量衡算法的流量均布离散化数学模型,利用解析法求解得到阻力配置的通用公式,并根据公式计算所得的加阻位置和阻力系数在太阳能集热器阵列上进行... 详细信息

为解决并联管组中流体流量分布不均的问题,提出改变集管内局部阻力配置的方法,建立了基于动量衡算法的流量均布离散化数学模型,利用解析法求解得到阻力配置的通用公式,并根据公式计算所得的加阻位置和阻力系数在太阳能集热器阵列上进行试验验证.结果表明:即使存在由于简化假设和参数近似拟合而导致的诸多误差,增加恰当的阻力元件仍可使流量分布不均匀度下降一个数量级,最大流量与最小流量之比从约等于7降至1.5以下,流量分布改善效果明显.

关键词：水动力学并联管组太阳能集热器流量均匀分布阻力配置

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并联管组流动特性的数值模拟

西安石油大学学报（自然科学版） 2011年第3期26卷 94-96,11-12页

作者：朱玉琴缪斌西安石油大学化学化工学院陕西西安710065

利用FLUENT软件,对并联管组流动特性进行数值模拟,并与实验结果进行了对比.数值模拟计算分析了进口流量和支管长度对流量分配的影响.在湍流的状态下,为了使流量分配得更加均匀,可以尽量减小进口速度,增加支管长度.

关键词：集箱并联管组数值模拟

联箱匹配对U型布置并联管组换热器流量分配影响研究

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原子能科学技术 2015年第4期49卷 623-628页

作者：曲新鹤孙中宁丁铭清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

借助ANSYS FLUENT软件,使用Realizable k-ε湍流模型对U型布置的动量恢复型并联管组模型进行数值计算,并从联箱内压力变化的角度分析推导得出最佳联箱截面比(OARH)的计算公式。结果表明,分配联箱和汇流联箱截面比对并联管组流量分配有... 详细信息

借助ANSYS FLUENT软件,使用Realizable k-ε湍流模型对U型布置的动量恢复型并联管组模型进行数值计算,并从联箱内压力变化的角度分析推导得出最佳联箱截面比(OARH)的计算公式。结果表明,分配联箱和汇流联箱截面比对并联管组流量分配有很大影响,使用数值计算和分析方法得出的OARH均在0.6左右。本文提出的联箱尺寸匹配方法可增强并联管组换热器流量分配均匀性,并为换热器的联箱设计提供理论指导。

关键词：最佳联箱截面比并联管组 U型布置动量恢复流量分配 Realizable k-ε模型

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太阳能集热器阵列流量均布模型

太阳能学报 2011年第1期32卷 60-65页

作者：胡明辅别玉卜江华昆明理工大学太阳能工程研究所昆明650224 沈阳华晨金杯汽车有限公司沈阳110141

建立了基于变质量动量守恒方程组的流量分布离散化数学模型,并以此模型为基础,建立了流量均布模型,在假设流量均匀分布的条件下求解该模型,反求集管内的阻力配置。根据解出的阻力配置,在某些集管连接处设置相应的阻力元件,实验测试表明... 详细信息

建立了基于变质量动量守恒方程组的流量分布离散化数学模型,并以此模型为基础,建立了流量均布模型,在假设流量均匀分布的条件下求解该模型,反求集管内的阻力配置。根据解出的阻力配置,在某些集管连接处设置相应的阻力元件,实验测试表明,流量分布基本趋于均匀。流量均布模型也适用于其他并联管组系统解决其流量分布不均的问题。

关键词：太阳能集热器阵列并联管组流量均匀分布阻力配置

锅炉集箱系统并联管组流量不均匀性与热负荷间的关系

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中国电机工程学报 2011年第32期31卷 23-30页

作者：钟崴谢金芳王志新童水光浙江大学浙江省杭州市310027 太原锅炉集团有限公司山西省太原市030021

锅炉集箱系统设计结构的多样性,使得其中受热并联管组内流体的流动特性也趋于复杂化。确保并联管组内的流体具有良好的流动特性是集箱系统安全运行的保证。通过创建一种集箱系统的水动力特性分析模型,研究热负荷分布不均匀性对并联管组... 详细信息

锅炉集箱系统设计结构的多样性,使得其中受热并联管组内流体的流动特性也趋于复杂化。确保并联管组内的流体具有良好的流动特性是集箱系统安全运行的保证。通过创建一种集箱系统的水动力特性分析模型,研究热负荷分布不均匀性对并联管组流量分配不均匀性的影响,并对其变化关系式进行了理论推导,同时给出分析实例。分析结果表明:在单相状态或摩擦阻力校正系数可视为常数的汽水两相状态下,集箱系统内各并联管的分配流量与其平均密度间总体上呈二次函数变化关系,且单相水和两相状态下并联管的分配流量随其热负荷的增加而增加,单相蒸汽状态下并联管的分配流量随其热负荷的增加而减小。

关键词：集箱系统并联管组流量热偏差流量偏差

并联管组流量分配理论在某型空空弹冷却系统中的应用研究

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装备维修技术 2021年第1期 12-13页

作者：杨雄伟中国空空导弹研究院

本文将并联管组流量分配理论运用于具有两分流道的某型空空弹冷却系统，通过理论分析、管路阻抗计算和流量分配仿真，证明该理论在该型空空弹冷却系统应用可行，为空空弹并联管路冷却系统的设计提供参考。

关键词：并联管组流量分配管路阻抗冷却系统