文档介绍：高压加热器分流量孔板数值模拟方法分析
唐卉,刘超,王志坚
(哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150046)
摘要:数值模拟分析是继理论分析方法、实验观测方法之后的又一最有力的研究、求解、设计工具,本文
利用基于 ANSYS Workbench 平台的 CFX 软件,进行了压力场与速度场分析,提出了高压加热器分流孔板孔
径的优化设计思路与方法。
关键词:节流孔板;数值模拟;优化
High Pressure Heater Throttle Orifice Numerical
Simulations Method Analysis
Tang Hui,Liu Chao,Wang Zhijian
(Harbin Boiler Co., Ltd., Harbin 150046, China)
Abstract: Numerical simulations analysis is another powerful tool to research, solve and design
engineering-oriented works besides the methods of theoretic analysis and experimentation observation.
The paper makes use of the software of CFX based on ANSYS Workbench to analyse pressure field and
velocity field, then putting forward the optimization method for orifice diameter.
Key words: throttle orifice; numerical simulations; optimization
1 前言
我公司正在承担国内首批百万单系列外置蒸冷器高压加热器的研制工作,其中外置蒸冷
器与高压加热器并联布置,给水需进行分流,在计算中分流量理论计算与实际分流的偏差,
直接影响整个高压加热器系统的性能,进而影响整个机组的热效率。因此高压加热器系统中
去往蒸冷器的并联管道上的分流量孔板设置合理与否,至关重要。本文通过对数值模拟分析
方法的研究,建立了分流量孔板压力场和速度场,模拟分流过程中最真实的工作流态,并对
模拟分析方法进行优化,从而确定合理的节流孔径。
分流量孔板工作原理是:在管道的适当地方将孔径变小,当流体经过缩口,流速会增加,
流速的增加伴随着压力的降低,当流体进入节流孔板后更大的区域,速度下降,压力增加,
但下游压力不会完全恢复到上游的压力,这是由于较大内部紊流和能量消耗的结果。此过程
中,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,从而达到分流的目的。
本文分析的分流量孔板简图如图 。
图 孔板阻力
d—节流孔直径;D—管段的内径;w—流速;h—点 1 和点 2 之间的阻力损失
孔板的计算原则为:主给水量流经孔板的中孔所产生的阻力与蒸汽冷却器的给水阻力相
等,即图 1 中流经点 1、点 2 之间的孔板阻力与点 1、点 2 之间流经蒸汽冷却器的