本文關鍵詞：超聲波熱量表基表結構參數(shù)與水流特性關系的研究

  更多相關文章： 超聲波熱量表 數(shù)值模擬 K系數(shù) 壓力損失 離散相模型

【摘要】：節(jié)能減排是我國長期執(zhí)行的基本國策,供熱系統(tǒng)是我國能源消耗和環(huán)境污染大戶,推行供熱改革和熱計量收費勢在必行。推行熱計量收費需要大量效能良好的熱量表,而國內目前的的熱量表工藝不能很好地適應供熱系統(tǒng),同時與發(fā)達國家的產(chǎn)品也有一定的差距,對熱量表的研究刻不容緩。本文以目前市場上最普遍的DN25U型反射柱式超聲波熱量表為基礎,對之基表內流場特性進行了研究,給出了五種優(yōu)化流場特性的基表結構改進方案,并在含雜質水和不含雜質水中進行了對比分析,對超聲波熱量表的生產(chǎn)和設計提供一定的理論借鑒和參考。本文主要以理論分析指導數(shù)值模擬,并用試驗驗證模擬仿真的正確性和優(yōu)越性。理論分析融合于數(shù)值模擬中,完善并指導數(shù)值模擬。借鑒以往的仿真模擬經(jīng)驗,利用流體力學計算軟件,模擬了超聲波熱量表基表內流場進行了三維流場,對模擬結果進行分析,得到流場速度分布、K系數(shù)曲線及不同聲道K系數(shù)標準差和基表內壓力損失,提出改善流場的五種基表結構改進方案：進口端反射柱前部加裝導流片、出口端反射柱后部加裝導流片、兩端反射柱均加裝導流片、反射柱上部削平部分和整合以上措施。同樣數(shù)值模擬了五種基表結構改進方案并對其結果進行分析,得到流場速度分布、K系數(shù)曲線及不同聲道K系數(shù)標準差和基表內壓力損失并與原基表進行對比分析,獲得五種基表結構改進方案的優(yōu)劣。因為實際供熱管道中的水都是含有雜質的,為了更好地反映超聲波熱量表基表在實際工況中的流場特性,本文利用計算流體力學軟件中的離散相模型模擬了原基表及五種結構改進方案在含雜質水中的水流特性,分析了雜質濃度分布與流量的關系,并與不含雜質水對比分析了不同聲道K系數(shù)標準差、基表內壓力損失等參數(shù),獲得其在實際供熱情況下流動特性。本文針對超聲波熱量表基表結構和水流特性參數(shù)關系的研究工作為超聲波熱量表的設計及測量精度方面提供了相關理論依據(jù)和指導,目前國內缺乏關于超聲波熱量表在實際供熱工況中流場特性的研究,因此本研究在一定程度上填補了國內在此領域的空白,具有一定的創(chuàng)新性。
【關鍵詞】：超聲波熱量表 數(shù)值模擬 K系數(shù) 壓力損失 離散相模型
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 主要符號14-16
• 1 緒論16-25
• 1.1 課題背景16-17
• 1.2 熱量表發(fā)展和研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 國外發(fā)展和研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 國內發(fā)展和研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 熱量表原理20-21
• 1.4 熱量表分類21-24
• 1.4.1 機械式熱量表21
• 1.4.2 電磁式熱量表21-22
• 1.4.3 超聲波式熱量表22-24
• 1.5 課題研究內容與方法24-25
• 2 計算流體力學數(shù)值模擬理論基礎25-32
• 2.1 數(shù)值模擬軟件介紹25-26
• 2.1.1 網(wǎng)格生成軟件Gambit25
• 2.1.2 數(shù)值模擬求解軟件Fluent25-26
• 2.2 數(shù)值模擬方法26-32
• 2.2.1 流體力學控制方程26-28
• 2.2.2 直接數(shù)值模擬28
• 2.2.3 大渦模擬28
• 2.2.4 雷諾時均法28-32
• 3 基于CFD的超聲波熱量表流場特性數(shù)值模擬32-47
• 3.1 數(shù)值模擬方案32-41
• 3.1.1 物理模型及網(wǎng)格處理32-33
• 3.1.2 數(shù)學模型33-34
• 3.1.3 邊界條件的設定34
• 3.1.4 湍流參數(shù)的設定34-35
• 3.1.5 計算初始化及收斂性分析35-36
• 3.1.6 計算優(yōu)越性及正確性分析36-41
• 3.2 模擬結果分析41-47
• 3.2.1 流場速度分布41-44
• 3.2.2 K系數(shù)分析及壓力損失44-47
• 4 超聲波熱量表基表結構改進對水流特性參數(shù)的影響分析47-69
• 4.1 五種基表結構改進方案模型尺寸47-51
• 4.1.1 入口端反射柱前端加裝整流片模型尺寸47-48
• 4.1.2 出口端反射柱后端加裝整流片模型尺寸48-49
• 4.1.3 兩端加裝整流片模型尺寸49-50
• 4.1.4 反射柱頂部削平部分模型尺寸50-51
• 4.1.5 整合所有措施模型尺寸51
• 4.2 五種基表結構改進方案下的流場速度分布51-65
• 4.2.1 前端加裝整流片的流場速度分布52-54
• 4.2.2 后端加裝整流片的流場速度分布54-57
• 4.2.3 兩端均加裝整流片的流場速度分布57-59
• 4.2.4 反射柱頂部削平部分的流場速度分布59-62
• 4.2.5 整合所有措施的流場速度分布62-65
• 4.3 K系數(shù)分析65-67
• 4.3.1 不同聲道K系數(shù)分析65-66
• 4.3.2 不同流量點下K系數(shù)分析66-67
• 4.4 壓力損失分析67-69
• 5 基表結構改進措施在中小流量點和含雜質水中對水流特性參數(shù)的影響分析69-88
• 5.1 基表結構改進措施在中小流量點下對水流特性參數(shù)影響分析69-72
• 5.1.1 基表結構改進措施在各流量點下不同聲道K系數(shù)分析69-71
• 5.1.2 基表結構改進措施在流量點0.07m~3/h下不同聲道K系數(shù)分析71-72
• 5.2 基表結構改進措施在含雜質水中對水流特性參數(shù)影響分析72-88
• 5.2.1 離散型模型介紹及參數(shù)設置73
• 5.2.2 超聲渡熱量表內雜質巧度分布73-82
• 5.2.3 超聲波熱量表在含雜質水中K系數(shù)分析82-86
• 5.2.4 超聲波熱量表在含雜質水中壓力損失分析86-88
• 6 總結與展望88-92
• 6.1 總結88-90
• 6.2 創(chuàng)新點與不足90-91
• 6.3 下一步工作91-92
• 參考文獻92-97
• 致謝97-98
• 學位論文評閱及答辯情況表98

【參考文獻】

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本文編號：1101764