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地热发电系统中流动特性的研究

作　者: 李多
导　师: 陈春天
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 地热发电蒸发器相变 VOF
分类号: TM616
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
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内容摘要

为了减少大气污染和能源的浪费,开发洁净的可再生能源成了可持续发展的迫切需要,本文以回收地热热源为目的,开展了地热发电系统的研究。文中选取了氟利昂11( R1 1)作为循环工质,确定并介绍了了以朗肯循环系统作为地热发电系统。在此基础上,以热力学和流体力学为主要理论,对系统的发电模型的运行参数进行计算,得出了运行参数值随流量的变化关系。本论文对蒸发器循环工质的相变流场进行了数值模拟,采用二维轴对称的流体体积函数(VOF)模型来模拟蒸发器内部的稳态物理过程,对CFD商业计算软件FLUENT进行二次开发,通过自定义函数UDF嵌入模拟出液( R1 1)在蒸发器内部蒸发的物理过程,模型综合考虑了蒸发器中相变与流动传热情况,跟踪气液相界面的位置。得到了系统在不同热负荷的情况下运行的温度场、速度场、压力场的分布图像以及液相体积分数的变化曲线,计算结果对蒸发器的设计具有指导作用。数值计算结果表明在一定的热负荷下,蒸发器处于带状蒸发状态,温度场、液相体积分数场、密度场有清晰的分界面来隔开液相区、两相区和蒸汽区。本论文进行了地热发电系统的试验研究,介绍了循环系统的主要部件。得出涡轮机进出口压差与发电功率之间的关系。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 国内外地热发电发展概况  10-13
  1.2 论文研究内容和课题意义  13-14
第2章地热发电系统及主要参数计算  14-22
  2.1 地热发电系统的工质选择  14
  2.2 地热发电系统中的热力关系  14-16
  2.3 地热发电系统运行参数的计算  16-21
    2.3.1 四个特征点的状态参数确定  16-17
    2.3.2 运行参数计算  17-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章蒸发器内工质流动特性数值模拟  22-32
  3.1 蒸发过程的数值计算  22-24
    3.1.1 流场控制方程  22
    3.1.2 VOF 方程（流体体积函数方程）  22-23
    3.1.3 用户自定义函数UDF（User-Defined Function）  23-24
  3.2 简化及边界条件  24
  3.3 蒸发过程的数值模拟结果和分析  24-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章地热发电系统的实验研究  32-39
  4.1 实验系统  32-36
    4.1.1 主体部分  33-36
  4.2 实验结果  36-38
  4.3 本章小结  38-39
结论  39-40
参考文献  40-43
附录A R11 的热力性能  43-44
附录B UDF 自定函数程序  44-47
攻读学位期间发表的学术论文  47-48
致谢  48

地热发电系统中流动特性的研究

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