船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器是在极短时间内实现从较大流量供汽能力向极大流量供汽能力转换的关键设备,对船舶蒸汽动力系统安全稳定运行具有重要影响。以船用蒸汽蓄热器为原型,建立三维物理模型,采用两流体模型计算放汽过程中的闪蒸规律,利用标准k-ε方程计算蓄热器湍流脉动形式,并引入指数压降放汽边界条件,进行船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明:在放汽起始阶段,蒸汽蓄热器出现了"虚假水位";放汽过程后期,在蒸汽蓄热器水空间呈现涡流现象,形成了汽水自然对流循环,加强了汽水湍流脉动及沸腾传热效果,其模拟计算结果与试验数据基本吻合。     

船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性数值模拟北大核心CSCD

船用蒸汽蓄热器是在极短时间内实现从较大流量供汽能力向极大流量供汽能力转换的关键设备,对船舶蒸汽动力系统安全稳定运行具有重要影响。以船用蒸汽蓄热器为原型,建立三维物理模型,采用两流体模型计算放汽过程中的闪蒸规律,利用标准k-ε方程计算蓄热器湍流脉动形式,并引入指数压降放汽边界条件,进行船用蒸汽蓄热器放汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明:在放汽起始阶段,蒸汽蓄热器出现了"虚假水位";放汽过程后期,在蒸汽蓄热器水空间呈现涡流现象,形成了汽水自然对流循环,加强了汽水湍流脉动及沸腾传热效果,其模拟计算结果与试验数据基本吻合。     

船用蒸汽蓄热器充汽过程的热工水力特性数值研究

采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,基于CFX进行船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力特性数值研究。计算结果表明:充汽过程中,船用蒸汽蓄热器压力、温度均呈快速上升的变化规律;蓄热器汽水空间产生蒸汽射流及涡流效应;两流体模型和热相变模型能够准确描述船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力参数,为船舶蒸汽蓄热器的设计提供技术支撑。     

摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值研究

基于两流体模型和热相变模型,结合考虑附加惯性力的摇摆计算模型,并引入指数压降放汽边界条件,利用CFX软件进行了摇摆条件下船用蒸汽蓄热器放汽过程数值计算。计算结果显示,在摇摆条件下,蒸汽蓄热器放汽压力和温度均快速降低,但摇摆运动对放汽压力和温度参数影响比较小;摇摆运动加强蒸汽蓄热器内汽水两相流体的湍流交混,诱发蓄热器压力场、速度场和温度场分布紊乱;周期性的摇摆运动导致蒸汽蓄热器水位产生剧烈的周期性波动,且波动周期与摇摆周期基本一致。摇摆模型在蒸汽蓄热器两相流数值模拟中的成功应用,可为海洋条件下蒸汽蓄热器热工水力的准确分析提供参考。     

两种充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟

为给船舶蒸汽动力系统设计提供技术支撑,采用考虑蒸发和冷凝的热相变模型描述蒸汽蓄热器汽、液两相的热质传递规律,并结合缓慢充汽和快速充汽计算边界条件,基于CFX实现不同充汽模式下船用蒸汽蓄热器动态性能数值模拟。计算结果表明：在缓慢充汽起始阶段,船用蒸汽蓄热器水位波动大,最终水位保持平稳且略有升高;缓慢充汽过程中,船用蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律;在快速充汽过程中,蒸汽蓄热器的压力和温度均呈先快速上升再下降的变化规律,计算结果与试验数据基本吻合。     

双列V型惯性汽水分离器性能研究

利用数值模拟与试验验证相结合的方法对双列V型惯性汽水分离器性能进行了研究,得到了不同叶片间距条件下双列V型惯性汽水分离器的气动性能以及分离效率特性。选取特定的叶片间距的试验模型在专门风洞试验台上进行了气动性能试验研究,试验结果与数值模拟结果吻合性良好,研究结果可为惯性汽水分离器的性能研究与设计优化提供参考。     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器的充汽过程是复杂剧烈的汽液两相热质交换过程,具有瞬时充汽量极大、热负荷波动剧烈的特点,其充汽特性直接关系到舰船蒸汽动力系统的运行稳定性。根据船用蒸汽蓄热器的运行条件,采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,进行不同初始水位和压力下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明：在充汽流量一定的条件下,蒸汽蓄热器初始水位越高,导致蓄热器压力越小、蒸汽温度越低;蒸汽蓄热器初始压力越大,造成蓄热器压力越大、蒸汽温度越高;在充汽起始阶段,蒸汽蓄热器初始压力越大,蓄热器水位和压力波动越剧烈。     

船用蒸汽蓄热器快速充汽过程吸热特性的测量方法研究

为了满足短时间耗汽量极大用汽设备的用汽需求,选取平均过冷度和吸热系数作为船用蒸汽蓄热器吸热特性的评价指标,对快速充汽过程进行数学建模和实验研究,以期达到对吸热特性的测量。结果表明:蒸汽蓄热器在吸热过程中,其水部存在着明显的温度分布不均匀,通过对充汽流量的减小和充汽时间的延长,能够改善吸热特性。与此同时,测量方法也有效可行,完全可用于船用蒸汽蓄热器在快速充汽过程中的吸热特性测量。     

立式多级闪发-流化床蒸发器

多级闪发-流化床蒸发器是荷兰、德尔夫特工程学院新研制的一种利用液-固体流化床传热的、闪发级相叠成立置式的多级蒸发器。本文综合有关文献报导,阐明了立式多级闪发蒸发器的闪发过程和汽水分离过程,液-固体流化床的传热特性和自清洁效应,以及50吨/天装置和500吨/天装置的运行情况。本文论述了该种蒸发器与普通卧式闪发蒸发器相比,具有:容许高的蒸汽容负荷、极小的闪发不平衡度、高效的自然离心汽水分离作用、良好的传热效果和自清污垢效应等特点。     

蒸汽发生器旋叶式汽水分离器的数值模拟

采用Fluent计算流体动力学软件对2种不同分离简直径的旋叶式汽水分离器的分离情况进行了数值模拟,得到了各出口水流量以及压降的变化关系.通过对各种影响因素的模拟以及对2种筒径的比较,结果表明,分离筒入13速度越大,则分离效果越好,减小筒径或减小含水量均可以使分离筒入口速度增加,从而提高分离效率.但是,速度的提高会使压降急剧增加,可能对旋叶造成冲击,引起旋叶局部应力强度问题,使旋叶脱落.综上所述,推荐采用直径300 mm的分离筒进行分离.     

PID智能模糊自整定控制器在SG水位控制中的应用

为提高蒸汽发生器水位控制效果,设计一种基于模糊控制原理的模糊PID参数自适应控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整参数,水位控制实验结果表明,这种模糊控制器比常规PID控制器有更好的控制效果,明显改善了系统的动态性能和稳态性能。     

蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制

为了提高蒸汽发生器的模糊水位控制器的稳态性能,结合常规PID控制的优点,设计蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制器。运用Matlab模糊逻辑工具箱与Simulink模块,实现蒸汽发生器的水位控制仿真,对蒸汽发生器大幅度降负荷工况进行仿真计算。结果表明,模糊-PID复合控制既具有模糊控制的良好动态性能,又具有线性控制的良好稳态性能。模糊-PID复合控制特别适用于具有大滞后、多变量、强耦合的非线性系统,是一种比较有发展前景的控制方法。     

核动力装置回路水中氚监测用于传热管破损诊断的可行性分析

蒸汽发生器传热管易发生破损,对其破损进行监测是反应堆工艺监测的重要内容之一。分析了核动力装置回路水中氚的产生机理及事故情况下氚在回路水中的迁移过程,利用液体闪烁计数器测量了4个核动力装置一、二回路水中氚的放射性活度浓度。结果表明,一回路水净化后的氚放射性活度浓度与相应的二回路水相比高出2个数量级,分别为633,893,188和394倍,可见利用二回路水中氚的放射性活度浓度来监测蒸汽发生器传热管是否发生破损是可行的。后期,还需对氚的在线实时监测开展深入研究。     

PID智能模糊白整定控制器在SG水位控制中的应用

为提高蒸汽发生器水位控制效果，设计一种基于模糊控制原理的模糊PID参数白适应控制器，根据偏差和偏差变化率来实时调整参数，水位控制实验结果表明，这种模糊控制器比常规PID控制器有更好的控制效果，明显改善了系统的动态性能和稳态性能。     

海水温度对船用蒸汽喷射制冷机性能的影响

建立船用蒸汽喷射制冷机冷凝器的数学模型,分析海水温度变化对蒸汽喷射制冷机冷凝器性能的影响,并对该型机在不同温度条件下的制冷量进行定量计算与分析,为该型机的推广使用准备理论支持。     

蒸汽发生器给水瞬变事故的研究

通过对蒸汽发生器流量、水位以及一回路相应温度、功率等参数的计算,模拟蒸汽发生器给水流量发生瞬变时的动态过程。建立准确的数学物理模型,该模型可以与其它船用模型结合以进行安全分析研究或为运行操纵人员提供可靠的分析依据以及相应的问题解决方案。     

蒸汽发生器水位的模糊自适应PID控制

介绍Fuzzy在线自校正PID参数控制器原理和该控制器在蒸发器汽水位控制系统中的应用,结果表明该控制方式取得了更优良的控制效果。     

船用蒸汽冷凝器冷却水阻力计算研究

船用蒸汽冷凝器是船舶动力系统的重要组成设备之一,其冷却水阻力计算是冷凝器热力计算的重要内容,相关参数的确定关系到设备设计的成败,也影响着船舶动力系统的性能.采用1:1比例全三维数值模型对冷凝器内冷却水的流动特性进行数值模拟,获得了冷凝器的流场运动规律和流阻特性,并与试验结果相比较,二者吻合较好.通过利用试验验证的数值计算方法,可为提高蒸汽冷凝器的冷凝效率,优化其结构设计提供技术支撑.     

神经网络-PID在船舶核动力装置蒸汽发生器水位控制中的应用

利用BP神经网络的学习功能来调整蒸汽发生器水位控制器PID的参数,使其跟随功率的变化,从而跟踪模型的变化.以典型的五种工况下的蒸汽发生器模型为基础,按照给定的要求,分别设计得到相应的PID水位控制器.以功率和相应的PID控制器增益作为神经网络的输入、输出变量来设计和训练BP神经网络,并以训练好的神经网络和PID控制器组成神经网络-PID控制器应用到蒸汽发生器水位控制系统中,并利用MATLAB进行仿真.仿真结果表面神经网络-PID具有非常好的适应性.     

基于BP神经网络整定的蒸汽发生器水位PID控制及仿真研究

将神经网络与PID控制结合起来,提出了基于BP神经网络整定的蒸汽发生器水位PID控制方法,采用BP学习算法调整控制器神经网络的连接权值,通过对系统性能的学习实现了控制器参数的在线整定,仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的控制性能。