本文關(guān)鍵詞：火藥制備中NG的安全輸送與計量技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了實(shí)現(xiàn)硝化甘油的安全輸送與精確計量,經(jīng)過比較選取噴射器作為硝化甘油與水快速混合輸送的基礎(chǔ)設(shè)備。本文初步探索了硝化甘油在噴射器內(nèi)部流動的流場,研究了噴射器不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對噴射器出口NG混合均勻性的影響,建立了硝化甘油在線精確計量系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)對硝化甘油的安全輸送與精確計量。具體內(nèi)容如下：首先,理論分析了噴射器內(nèi)NG的輸送流動機(jī)理,運(yùn)用CFD模擬軟件FLUENT對NG在噴射器內(nèi)部流動的流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析,初步掌握了液體在噴射器內(nèi)部的基本流動規(guī)律。利用代料四氯化碳進(jìn)行噴射輸送實(shí)驗,通過比較實(shí)驗壓降與模擬壓降,證明了數(shù)值模擬的可靠性。其次,研究噴射器的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對噴射器出口NG混合均勻性的影響,得到噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)選值范圍,其中喉管直徑：13.4mm～14.70mm,喉管長度：60-72mm,喉嘴距：10.8mm～12.0mm之間,擴(kuò)散角度6°。通過中心組合設(shè)計實(shí)驗,得出噴射器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為：喉管直徑14.33mm,喉管長度為60.03mm,喉嘴距12.00mmm,擴(kuò)散管角度6°,此時不均勻系數(shù)0取值為0.37。在最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)下進(jìn)行模擬實(shí)驗,不均勻系數(shù)0取值為0.38,說明響應(yīng)面實(shí)驗可靠,擬合的方程合理。分析此時噴射器出口硝化甘油體積分布圖,得出在出口截面處硝化甘油的最大體積分?jǐn)?shù)均小于0.3。研究表明,此時NG既不能起爆,也不能傳爆,且在后續(xù)輸送管道中50米內(nèi)不分層,滿足對NG的安全輸送的要求。最后,通過建立計量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對NG的精確計量,計量系統(tǒng)設(shè)計主要包括以下工作：工藝流程的設(shè)計、質(zhì)量流量計的選型、對質(zhì)量數(shù)據(jù)的處理以及顯示界面的設(shè)計。經(jīng)過實(shí)驗驗證,得出建立的計量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對NG質(zhì)量流量的在線精確計量。
【關(guān)鍵詞】：硝化甘油 計算流體力學(xué) 數(shù)值模擬 計量 FLUENT 安全輸送
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ560.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 硝化甘油輸送與計量的現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究狀況11
• 1.2.2 國內(nèi)研究狀況11-13
• 1.3 液-液混合13-15
• 1.3.1 液-液混合理論13
• 1.3.2 液-液混合設(shè)備的發(fā)展13-15
• 1.4 硝化甘油的噴射安全輸送15-20
• 1.4.1 硝化甘油的性質(zhì)16-17
• 1.4.2 噴射器的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.3 噴射器結(jié)構(gòu)與工作原理18-19
• 1.4.4 射流基本理論19-20
• 1.5 硝化甘油噴射器內(nèi)輸送起爆機(jī)理研究20-21
• 1.6 本課題的研究目的及主要研究內(nèi)容21-23
• 2 噴射器內(nèi)部流場模擬分析23-38
• 2.1 CFD軟件23-24
• 2.1.1 CFD軟件簡介23-24
• 2.1.2 FLUENT軟件簡介24
• 2.2 FLUENT中的數(shù)值計算方法24-26
• 2.2.1 通用控制方程組25
• 2.2.3 湍流控制方程25-26
• 2.2.4 計算模型的選擇26
• 2.3 噴射器幾何模型建立26-27
• 2.4 網(wǎng)格生成27-29
• 2.4.1 網(wǎng)格生成技術(shù)27-28
• 2.4.2 噴射器網(wǎng)格生成28-29
• 2.5 邊界條件及物料性質(zhì)29-30
• 2.6 噴射器模擬流場分析30-37
• 2.6.1 速度場分布30-32
• 2.6.2 壓力場分布32-34
• 2.6.3 湍動能與湍動能耗散率分布34-35
• 2.6.4 硝化甘油體積分布云圖35-36
• 2.6.5 模擬結(jié)果檢驗36-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 3 噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計38-52
• 3.1 噴射器結(jié)構(gòu)參數(shù)對混合效果的影響38-47
• 3.1.1 面積比對混合均與性影響38-41
• 3.1.2 喉管長度對混合過程的影響41-43
• 3.1.3 喉嘴距對混合均勻性的影響43-46
• 3.1.4 擴(kuò)散管角度對混合均勻度的影響46-47
• 3.2 噴射器的響應(yīng)面設(shè)計與優(yōu)化47-50
• 3.2.1 混合均勻性表征47
• 3.2.2 BOX-Behenken實(shí)驗設(shè)計47-48
• 3.2.3 方差分析48-50
• 3.2.4 噴射器最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的預(yù)測50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 4 硝化甘油精確計量52-59
• 4.1 引言52
• 4.2 計量系統(tǒng)建立52-56
• 4.2.1 工藝流程設(shè)計52-53
• 4.2.2 質(zhì)量流量計53-54
• 4.2.3 數(shù)據(jù)計算處理54-55
• 4.2.4 顯示界面設(shè)計55-56
• 4.3 計量系統(tǒng)準(zhǔn)確性驗證56-58
• 4.3.1 試驗儀器與原料56
• 4.3.2 試驗內(nèi)容與步驟56-57
• 4.3.3 計量試驗結(jié)果57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 結(jié)論與展望59-62
• 5.1 全文總結(jié)59-61
• 5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)61
• 5.3 尚待研究的問題61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 附錄68

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本文編號：463779