本文關鍵詞：調(diào)節(jié)閥流場分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

  更多相關文章： 調(diào)節(jié)閥 數(shù)值模擬 流場 結(jié)構(gòu)參數(shù)

【摘要】：調(diào)節(jié)閥在我國的能源產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領域使用廣泛，因此對于調(diào)節(jié)閥的研究具有十分重要的意義。汽輪機調(diào)節(jié)閥是汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，其調(diào)節(jié)能力直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。汽輪機調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場復雜多變，呈現(xiàn)出明顯的隨機性與三維特性；一直以來采用實驗方法作為研究手段，可以獲得調(diào)節(jié)閥的一些總體性能參數(shù)，但由于受到成本與實驗周期的限制，常采用經(jīng)驗公式或相似設計的方法對其進行設計開發(fā)，，而對于一些復雜工況下的調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場，很難獲得準確的流體流動相關參數(shù)。本研究嘗試通過數(shù)值模擬的方法對調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場進行計算與分析。 根據(jù)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場的粘性流動、湍流流動以及旋轉(zhuǎn)渦流流動，結(jié)合流體力學基本理論與方法，建立了調(diào)節(jié)閥的三維流場模型。選取典型的工況條件，在計算流體力學分析軟件Fluent平臺上進行調(diào)節(jié)閥流場的數(shù)學模擬。獲得了反映調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流體流動的相關參數(shù)，如壓力分布，速度分布，馬赫數(shù)分布。 針對典型工況數(shù)值計算結(jié)果，確定了調(diào)節(jié)閥流量與開度之間的關系以及閥門流道結(jié)構(gòu)形式與幾何參數(shù)對調(diào)節(jié)閥壓力損失的影響；分析結(jié)果表明，小開度相對其他開度情況下，其閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式是閥內(nèi)產(chǎn)生蒸汽流動損失的主要原因。同時，對小開度下調(diào)節(jié)閥內(nèi)特殊的流道結(jié)構(gòu)引發(fā)的沖擊射流，漩渦流，激波效應等不穩(wěn)定現(xiàn)象進行了分析，確定了導致流動損失的原因。 最后，根據(jù)調(diào)節(jié)閥關鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)與流動損失之間的關系，選定了閥座擴壓角，閥芯外形輪廓線以及偏心度等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設計改進，確定了流動損失最小的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)。 本研究采用數(shù)值模擬方法對汽輪機調(diào)節(jié)閥的氣動性能進行了系統(tǒng)的分析與計算，獲得了調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場的詳細參數(shù)，同時對調(diào)節(jié)閥關鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了設計改進。研究結(jié)果對于汽輪機調(diào)節(jié)閥的設計與開發(fā)具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：調(diào)節(jié)閥 數(shù)值模擬 流場 結(jié)構(gòu)參數(shù)
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 汽輪機調(diào)節(jié)閥簡介10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 主要研究手段11-12
• 1.3.2 國內(nèi)外研究進展12-14
• 1.3.3 流場的數(shù)值模擬方法14-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 調(diào)節(jié)閥流場計算模型的建立18-32
• 2.1 調(diào)節(jié)閥流場幾何模型的建立19-21
• 2.2 調(diào)節(jié)閥流場計算網(wǎng)格的劃分21-23
• 2.3 調(diào)節(jié)閥流場模型方程的分析與選定23-29
• 2.3.1 調(diào)節(jié)閥流場流動狀態(tài)分析23-24
• 2.3.2 調(diào)節(jié)閥流場湍流模型的選定24-29
• 2.4 調(diào)節(jié)閥流場近壁面處理29
• 2.5 調(diào)節(jié)閥流場計算邊界條件29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 調(diào)節(jié)閥流量特性分析32-40
• 3.1 調(diào)節(jié)閥開度與流量關系32-36
• 3.2 各工況下計算結(jié)果的比較與分析36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 調(diào)節(jié)閥典型流場數(shù)值模擬結(jié)果分析40-55
• 4.1 調(diào)節(jié)閥典型流場流型分析40-43
• 4.2 調(diào)節(jié)閥小開度流場分析43-47
• 4.2.1 調(diào)節(jié)閥小開度速度場分析43-45
• 4.2.2 調(diào)節(jié)閥小開度壓力場分析45-47
• 4.3 激波特性對調(diào)節(jié)閥性能的影響47
• 4.4 調(diào)節(jié)閥損失分析47-51
• 4.4.1 調(diào)節(jié)閥流動損失分析47-50
• 4.4.2 調(diào)節(jié)閥小開度流動損失分析50-51
• 4.5 數(shù)值分析與實驗結(jié)果的對比分析51-53
• 4.5.1 閥內(nèi)靜態(tài)特性的對比52
• 4.5.2 閥內(nèi)動態(tài)特性的對比52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化55-66
• 5.1 閥座型線擴壓角度的改進55-57
• 5.1.1 閥座擴壓角55-56
• 5.1.2 閥座擴壓角的優(yōu)化56-57
• 5.2 閥芯型線的設計改進57-61
• 5.2.1 閥芯外形輪廓57-60
• 5.2.2 改進閥芯60-61
• 5.3 調(diào)節(jié)閥偏心度的改進61-65
• 5.3.1 閥門偏心度61-63
• 5.3.2 偏心度與壓力損失的關系63-64
• 5.3.3 偏心度對閥碟的影響64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李哲;魏志軍;張平;;調(diào)壓閥內(nèi)流場數(shù)值模擬及動態(tài)特性分析[J];北京理工大學學報;2007年05期

2 徐克鵬,蔡虎,崔永強,蔣洪德;大型汽輪機主汽調(diào)節(jié)閥的實驗與數(shù)值分析[J];動力工程;2003年06期

3 陳洪溪,薛沐睿;亞臨界和超臨界600MW機組高壓調(diào)節(jié)閥組氣動特性分析[J];動力工程;1997年04期

4 張雙德;張希恒;趙卿;;直通單座調(diào)節(jié)閥閥芯形面優(yōu)化設計[J];閥門;2010年04期

5 石娟;姚征;馬明軒;;調(diào)節(jié)閥內(nèi)三維流動與啟閉過程的數(shù)值模擬及分析[J];上海理工大學學報;2005年06期

6 何世權(quán);李斌;沈江;孟靜華;;角式調(diào)節(jié)閥流量特性的數(shù)值模擬及分析[J];化工機械;2008年05期

7 賈汝民;張偉政;;調(diào)節(jié)閥流場CFD數(shù)值模擬與流道優(yōu)化[J];化工機械;2009年02期

8 姜健;王振峰;;內(nèi)凹型閥碟調(diào)節(jié)閥流場三維數(shù)值模擬研究[J];科學技術與工程;2009年13期

9 蔡定碩,陶正良,嚴春雷;高壓蒸汽閥中氣流流動特性的定性分析[J];汽輪機技術;2003年01期

10 祝海義;王龍梅;韓萬金;;超臨界600MW汽輪機調(diào)節(jié)閥流場三維定常數(shù)值模擬研究[J];汽輪機技術;2008年05期

本文編號：881504