一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法技术

一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法，它涉及一种评价方法，具体涉及一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法。本发明专利技术为了解决现有判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约的问题。本发明专利技术的步骤为根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；根据凝汽系统中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；设定凝汽器出口压力值；根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算。本发明专利技术属于汽轮机领域。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法
本专利技术涉及一种评价方法，具体涉及一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，属于汽轮机领域。
技术介绍
凝汽器是汽轮发电机组的重要辅助设备，而管束设计又是整个凝汽器的设计的核心工作，对凝汽器管束设计性能的判别方法有两大类：试验方法和数值模拟计算。试验方法，直观、准确但是造价高，耗时长；数值计算方法虽做了许多假设，但是通过时间经验的积累，数值模拟的方法发展的已经很成熟，而且数值模拟方法造价低、快速。因此管束数值模拟的方法已经成为判断管束设计好坏的一个重要手段。STAR-CD是一通用流体分析软件，凝汽器数值模拟过程中结合自定义的子程序分析凝汽器管束性能。通常判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约。其中混合物压降和蒸汽凝结量是标量参数。基于数值模拟的评价方法较多，有定抽汽压力评价法、定设计压力评价法等都是基于压力评价管束性能。
技术实现思路
本专利技术为解决现有判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约的问题，进而提出一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术的具体步骤为：步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；步骤二、根据凝汽系统中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。本专利技术的有益效果是：本专利技术方法具有如下优点：1、数值模拟的结果更加符合机组实际运行情况；2、更加真实的评价管束的性能，指导管束设计优化工作；3、可操作性适中。附图说明图1是本专利技术的流程框图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法是通过如下步骤实现的：步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；步骤二、根据凝汽系统中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤一中混合气体流速v的计算公式为：公式(1)中v表示凝汽器入口处混合气体流速，G表示凝汽器入口处混合气体流量，ρ表示凝汽器入口处混合气体密度，S表示凝汽器入口处截面积；湍流强度I的计算公式为：I＝0.16(Re×DH)-0.125(2)公式(2)中I表示凝汽器入口处湍流强度，Re表示雷诺数，DH表示工质湍流长度。具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤二中冷却水在每一根换热管内的流速vc的计算公式为：公式(3)中vc表示换热管内冷却水流速，Gc表示凝汽系统中冷却水流量，ρc表示冷却水密度，Sc表示换热管截面积，N表示换热管数量。具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤四中蒸汽凝结量的计算公式为：Q＝Qst×L×A0(4)，公式(4)中Q表示单位体积内蒸汽凝结量，Qst表示软件计算出的蒸汽凝结量，A0表示管束区截面积，L表示换热管的长度；A0＝0.5Pt×Ptsin60°×Ncell(5)，公式(5)中Ncell表示管束区网格数目，此值由star-CD输出，Pt表示换热管节距。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的
技术实现思路
做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案内容，依据本专利技术的技术实质，在本专利技术的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：所述一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法是通过如下步骤实现的：步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；步骤二、根据凝汽系统中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T 10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。

【技术特征摘要】
1.一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法是通过如下步骤实现的：步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；步骤二、根据凝汽系统中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。2.根据权利要求1所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：步骤一中混合气体流速v的计算公式为：公式(1)中v表示凝汽器入口处混合气体流速，G表示凝汽器入口处混合气体流量，ρ表示凝汽器入口处...

【专利技术属性】
技术研发人员：付元钢，张晓燕，许宝军，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂辅机工程有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23