МОДЕЛЮВАННЯ СЕПАРАЦІЇ ВОДЯНОЇ ПАРИ В БАРАБАН-СЕПАРАТОРІ КОТЛА ГМ-50-1
Ключові слова
Анотація
Подано результати числового дослідження процесів сепарації водяної пари в барабані-сепараторі котельного агрегату ГМ-50-1, виконаного із застосуванням CFD-пакета ANSYS CFX. Розрахункова модель враховує реальні гідродинамічні умови роботи барабана: подачу пароводяної суміші з екранних труб, теплоізольований стан його металевого корпусу, а також організований відбір насиченої пари з верхньої частини та води — з нижньої. Для опису турбулентності застосовано модель Realizable k–ε.
Дисперсна фаза вологи моделювалася як сукупність сферичних частинок у рамках DPM-підходу, з розрахунком траєкторій у лагранжевій постановці з урахуванням інерції частинок, гідродинамічного опору та гравітаційної дії. Основний паровий потік описувався рівняннями Нав’є–Стокса для суцільного середовища. Взаємодія крапель між собою не враховувалась. Гідродинамічні та теплообмінні процеси моделювалися відповідно до моделей Shiler–Nauman та Ranz–Marshall.
Застосування ANSYS CFX дало змогу визначити положення зони фазового переходу та просторове розташування дзеркала випаровування в барабані, що має ключове значення для забезпечення стійкої роботи котлоагрегату. За відсутності експериментальних даних щодо локального паровмісту оцінювання коректності моделі здійснювалося на основі технологічних вимог до експлуатації барабанів цього типу.
Отримані результати можуть бути використані для оптимізації конструктивних рішень, режимних параметрів та оцінювання працездатності барабанів енергетичних котлів.
