摘要：管侧冷却水在流向和横向(垂直于流向)上的分布对管壳式蒸汽冷凝器内部各物理量的分布和冷凝器的设计优化都会产生影响,因此有必要对其进行研究。该文提出了一种考虑冷却水横向分布的准三维CFD模拟算法,并基于自主开发的二维CFD冷凝过程数值计算代码ConDesign-2D对已有算例进行了模拟。结果表明,冷却水沿流向的温升不容忽略,它直接降低了换热温差,进而影响到了冷凝速率等物理量的分布,冷却水的横向分布也使得冷凝速率分布更加均匀。相比二维模拟,该算法能解析出流场在冷却水流向上的第三维分布信息,又避免了全三维模拟带来的高昂计算成本,可以应用于实际冷凝器的模拟计算。

摘要：利用CFD方法预测冷凝器的冷凝速率和不凝结气体聚集点已成为提升冷凝器设计性能的重要手段。本文在前人的单相模型基础上自编程开发了二维CFD冷凝过程数值计算代码ConDesign-2D,并结合冷凝水流动特点,提出一种简化的根据冷凝水分布的液膜修正计算方法,可以在不求解液相输运方程的同时计算冷凝水流量,进而修正液膜热阻的计算。本文利用该代码对文献中的冷凝器进行预测,对比传统单相模型和本文提出的液膜修正模型的预测结果发现,后者明显改善了对冷凝量以及空气聚集点的预测精度,更接近气液两相模型的计算结果和实验测量结果。该液膜修正模型对于冷凝水流动的简化仍有改进空间。