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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
引 用: 0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。
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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
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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 地热发电
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