發(fā)布時間：2021-02-19 06:09

　　由于熔鹽具有良好的蓄熱、導熱能力以及穩(wěn)定的化學性質(zhì),使得熔鹽在未來先進核能和光熱電站中有著巨大的應用潛力。熔鹽泵是輸送高溫熔鹽的關(guān)鍵設備,運行溫度可高達700¹000℃,且熔鹽密度高、粘度大,這些均給熔鹽泵的設計和穩(wěn)定運行帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此,高溫熔鹽泵的研發(fā)已成為當前水力機械領(lǐng)域的一個重要課題。為了探索高溫熔鹽泵的設計和分析方法,本文采用理論分析、數(shù)值計算與實驗測試相結(jié)合的方法對立式高溫熔鹽泵的過流部件進行了水力設計,并從靜力學強度和動力學特性兩個方面對其運行可靠性進行了分析和研究。本文研究的主要內(nèi)容和成果有:（1）概述了高溫熔鹽泵在不同領(lǐng)域的應用以及面臨的主要問題;回顧了離心泵數(shù)值模擬和流熱固耦合的研究進展;介紹了流體計算和流熱固耦合研究的理論基礎(chǔ)。（2）根據(jù)高溫熔鹽泵的使用需求進行了結(jié)構(gòu)設計,并對葉輪、導葉和環(huán)形蝸室進行了水力設計,給出了過流部件主要尺寸的確定方法和計算過程;結(jié)合樣機實驗對設計方案的水力性能進行驗證,實驗結(jié)果表明設計方案合理,滿足設計要求。（3）對高溫熔鹽泵進行全流場定常數(shù)值模擬,計算了高溫熔鹽泵輸送水和熔鹽兩種介質(zhì)時的水力性能;根據(jù)數(shù)值計算... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 離心泵內(nèi)流場模擬的研究現(xiàn)狀
    1.3 流-熱-固耦合的研究現(xiàn)狀
    1.4 離心泵模態(tài)分析研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內(nèi)容
第二章 高溫熔鹽泵的設計
    2.1 設計基本要求
    2.2 結(jié)構(gòu)設計
    2.3 葉輪的水力設計
    2.4 導葉的水力設計
    2.5 環(huán)形蝸室的水力設計
    2.6 高溫熔鹽泵性能驗證
    2.7 本章小結(jié)
第三章 高溫熔鹽泵內(nèi)部流動數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        3.1.1 計算流體力學及常用的CFD商業(yè)軟件
        3.1.2 流體的基本控制方程
        3.1.3 湍流模型
    3.2 三維造型和網(wǎng)格劃分
        3.2.1 水力計算區(qū)域選取和造型
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 數(shù)值模擬方案
        3.3.1 邊界條件
        3.3.2 求解器設置
        3.3.3 網(wǎng)格相關(guān)性檢查
        3.3.4 湍流模型的選取
    3.4 數(shù)值計算結(jié)果的驗證
    3.5 計算結(jié)果與分析
        3.5.1 不同介質(zhì)下熔鹽泵性能對比
        3.5.2 不同介質(zhì)下絕對速度分布對比
        3.5.3 不同介質(zhì)下靜壓分布對比
        3.5.4 不同介質(zhì)下葉輪相對速度分布對比
    3.6 本章小結(jié)
第四章 高溫熔鹽泵溫升過程葉輪強度校核與分析
    4.1 高溫熔鹽泵的啟動方式
    4.2 流-熱-固耦合三場耦合方法
        4.2.1 耦合問題的求解方法
        4.2.2 流熱固單向耦合計算流程
        4.2.3 控制方程
    4.3 溫升過程中溫度場的計算與分析
        4.3.1 計算模型與初始條件設定
        4.3.2 不同時刻的溫度場分布
        4.3.3 不同流量下的溫度場分布
        4.3.4 不同溫升速率下的溫度場分布
    4.4 葉輪的溫度變化分析
        4.4.1 導熱微分方程
        4.4.2 熱分析類型
        4.4.3 傳熱分析邊界條件
        4.4.4 葉輪有限元模型建立及網(wǎng)格劃分
        4.4.5 葉輪實體溫度計算結(jié)果
    4.5 溫升過程中葉輪應力計算與分析
        4.5.1 屈服準則簡述
        4.5.2 結(jié)構(gòu)分析前處理
        4.5.3 葉輪熱應力與機械應力作用分析
    4.6 可靠性校核
    4.7 本章小結(jié)
第五章 高溫熔鹽泵的結(jié)構(gòu)動力學特性分析
    5.1 模態(tài)分析原理
    5.2 多相位模態(tài)分析與計算
        5.2.1 模態(tài)分析對象及工況
        5.2.2 內(nèi)流計算方法
        5.2.3 結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格劃分
        5.2.4 約束設置
        5.2.5 無預應力下的模態(tài)分析
        5.2.6 有預應力下的模態(tài)分析
        5.2.7 振型分析
    5.3 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速分析及應用
        5.3.1 剛性支撐下的臨界轉(zhuǎn)速
        5.3.2 轉(zhuǎn)子徑向支撐剛度的選擇范圍
        5.3.3 轉(zhuǎn)子軸向支撐剛度的選擇范圍
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間參加科研項目和發(fā)表論文
    論文發(fā)表情況
    參加科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]離心泵作透平流體誘發(fā)噪聲特性理論數(shù)值與試驗研究[D]. 代翠.江蘇大學 2014
[2]1000MW核電站離心式上充泵水力設計與結(jié)構(gòu)可靠性研究[D]. 付強.江蘇大學 2010



本文編號：3040715