變轉速工況下核主泵四象限外特性預測
發(fā)布時間:2021-02-03 19:05
核能不光用于發(fā)電,在軍事上也是至關重要的動力來源。由于壓水堆結構簡單、緊湊,體積小、操作靈活,所以更適合艦船動力的要求。本文以某三代核主泵的縮比模型(縮比系數(shù)?=0.5)為研究對象,對核主泵在變轉速工況下的全特性進行研究,主要結論如下:(1)正轉速工況下,分別計算額定轉速(n=1750 r/min)、半轉速(n=875 r/min)、四分之一轉速(n=438 r/min)、最小限制轉速(n=100 r/min)四個轉速工況下的性能變化。正轉工況的揚程曲線隨著流量的增大呈現(xiàn)逐步下降的趨勢,小流量范圍內存在“駝峰”現(xiàn)象。扭矩曲線在負流量范圍內逐步下降,在正流量范圍內先緩慢上升,在設計點達到峰值,然后逐步減小。葉輪揚程曲線在小流量范圍內呈現(xiàn)反“N”型變化趨勢。正轉正流工況,設計點及其對應的相似工況損失最小,偏離設計工況后蝸殼和導葉內的損失逐漸增大。轉速大于n/2時,大流量范圍內蝸殼內的損失高于導葉內的損失;但是轉速小于n/2后,導葉內的損失高于蝸殼內的損失。正轉逆流工況,計算域內的損失主要來自于葉輪、吸入段、導葉,其中葉輪的損失占比最大。正轉工況的徑向力最小值位于設計工況及對應轉速的相似工況...
【文章來源】:蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 艦船核動力運行
1.1.2 核電站的安全性考慮
1.1.3 小結
1.2 國內外泵四象限研究現(xiàn)狀
1.2.1 試驗方法
1.2.2 數(shù)值模擬方法
1.2.3 小結
1.3 主要研究內容
1.4 課題的創(chuàng)新性
第2章 計算模型和數(shù)值計算方法
2.1 計算模型建立
2.2 流動控制方程
2.3 湍流模型
2.4 邊界條件及求解控制
2.5 收斂判定
2.6 網格劃分及無關性驗證
2.7 試驗驗證
第3章 正轉工況
3.1 研究方案
3.2 額定轉速全特性分析
3.2.1 額定轉速流量-揚程、流量-扭矩曲線
3.2.2 各過流部件的能頭變化
3.2.3 葉輪揚程曲線的反“N”型變化
3.2.4 軸向力
3.2.5 徑向力
3.3 變轉速工況全特性對比分析
3.3.1 不同轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
3.3.2 不同轉速工況過流部件能頭變化
3.3.3 不同轉速工況軸向力
3.3.4 變轉速工況徑向力
3.4 本章小結
第4章 反轉工況
4.1 研究方案
4.2 反轉達到額定轉速全特性分析
4.2.1 反轉額定轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
4.2.2 反轉額定轉速工況各過流部件能頭變化
4.2.3 葉輪揚程曲線“V”型變化
4.2.4 反轉額定轉速工況軸向力
4.2.5 反轉額定轉速工況徑向力
4.3 反轉轉速小于額定轉速工況全特性對比分析
4.3.1 不同轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
4.3.2 不同轉速工況過流部件能頭變化
4.3.3 不同轉速工況軸向力
4.3.4 不同轉速工況徑向力
4.4 本章小結
第5章 零轉速工況
5.1 零轉速工況全特性分析
5.1.1 流量-揚程、流量-扭矩曲線
5.1.2 零轉速工況各過流部件能頭變化
5.1.3 零轉速工況軸向力
5.1.4 零轉速工況徑向力
5.2 本章小結
第6章 無量綱化四象限特性綜合分析
6.1 無量綱流量-揚程四象限曲線
6.2 無量綱流量-扭矩四象限曲線
6.3 各區(qū)域說明
6.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]主泵倒轉事件運行工況分析[J]. 侯閱兵. 電工技術. 2017(09)
[2]基于網格無關性與時間獨立性的數(shù)值模擬可靠性的驗證方法[J]. 馮靜安,唐小琦,王衛(wèi)兵,應銳,張亭. 石河子大學學報(自然科學版). 2017(01)
[3]無軸封主泵轉動部件運行工況分析[J]. 夏迪,鐘云,劉毅,周文霞. 水泵技術. 2016(04)
[4]三維圓柱繞流數(shù)值模擬湍流方法的選擇[J]. 喬永亮,桂洪斌,劉祥鑫. 水利水運工程學報. 2016(03)
[5]AP 1400核主泵的四象限特性試驗研究[J]. 錢衛(wèi)東. 水泵技術. 2015(05)
[6]水泵水輪機四象限工作區(qū)流動特性數(shù)值分析[J]. 夏林生,程永光,蔡芳,張曉曦. 水利學報. 2015(07)
[7]核主泵葉輪與導葉葉片數(shù)匹配規(guī)律的數(shù)值優(yōu)化[J]. 楊從新,齊亞楠,黎義斌,王秀勇,程效銳. 機械工程學報. 2015(15)
[8]AP1000屏蔽式主泵倒轉運行分析[J]. 趙孟杰. 中國高新技術企業(yè). 2015(18)
[9]大流量工況下核主泵內部不穩(wěn)定特性分析[J]. 王鵬,袁壽其,王秀禮,周幫倫,李貴東. 振動與沖擊. 2015(09)
[10]世界核電延壽及退役市場初步研究[J]. 王欣,王蘇禮. 南華大學學報(社會科學版). 2015(02)
碩士論文
[1]導葉變化對核主泵性能的影響[D]. 王玲.蘭州理工大學 2017
[2]斷電事故下核主泵內流場數(shù)值模擬[D]. 徐一鳴.大連理工大學 2011
[3]基于CFD的1000MW級核主泵水力模型;嬎惴椒ㄑ芯縖D]. 單玉姣.大連理工大學 2010
[4]核主泵過流部件水力設計與內部流場數(shù)值模擬[D]. 秦杰.大連理工大學 2010
[5]斷電事故下核主泵流動及振動特性研究[D]. 劉夏杰.上海交通大學 2008
[6]湍流模型的比較、改進和應用[D]. 朱旭東.南京航空航天大學 2005
本文編號:3017010
【文章來源】:蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.1.1 艦船核動力運行
1.1.2 核電站的安全性考慮
1.1.3 小結
1.2 國內外泵四象限研究現(xiàn)狀
1.2.1 試驗方法
1.2.2 數(shù)值模擬方法
1.2.3 小結
1.3 主要研究內容
1.4 課題的創(chuàng)新性
第2章 計算模型和數(shù)值計算方法
2.1 計算模型建立
2.2 流動控制方程
2.3 湍流模型
2.4 邊界條件及求解控制
2.5 收斂判定
2.6 網格劃分及無關性驗證
2.7 試驗驗證
第3章 正轉工況
3.1 研究方案
3.2 額定轉速全特性分析
3.2.1 額定轉速流量-揚程、流量-扭矩曲線
3.2.2 各過流部件的能頭變化
3.2.3 葉輪揚程曲線的反“N”型變化
3.2.4 軸向力
3.2.5 徑向力
3.3 變轉速工況全特性對比分析
3.3.1 不同轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
3.3.2 不同轉速工況過流部件能頭變化
3.3.3 不同轉速工況軸向力
3.3.4 變轉速工況徑向力
3.4 本章小結
第4章 反轉工況
4.1 研究方案
4.2 反轉達到額定轉速全特性分析
4.2.1 反轉額定轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
4.2.2 反轉額定轉速工況各過流部件能頭變化
4.2.3 葉輪揚程曲線“V”型變化
4.2.4 反轉額定轉速工況軸向力
4.2.5 反轉額定轉速工況徑向力
4.3 反轉轉速小于額定轉速工況全特性對比分析
4.3.1 不同轉速工況流量-揚程、流量-扭矩曲線
4.3.2 不同轉速工況過流部件能頭變化
4.3.3 不同轉速工況軸向力
4.3.4 不同轉速工況徑向力
4.4 本章小結
第5章 零轉速工況
5.1 零轉速工況全特性分析
5.1.1 流量-揚程、流量-扭矩曲線
5.1.2 零轉速工況各過流部件能頭變化
5.1.3 零轉速工況軸向力
5.1.4 零轉速工況徑向力
5.2 本章小結
第6章 無量綱化四象限特性綜合分析
6.1 無量綱流量-揚程四象限曲線
6.2 無量綱流量-扭矩四象限曲線
6.3 各區(qū)域說明
6.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
【參考文獻】:
期刊論文
[1]主泵倒轉事件運行工況分析[J]. 侯閱兵. 電工技術. 2017(09)
[2]基于網格無關性與時間獨立性的數(shù)值模擬可靠性的驗證方法[J]. 馮靜安,唐小琦,王衛(wèi)兵,應銳,張亭. 石河子大學學報(自然科學版). 2017(01)
[3]無軸封主泵轉動部件運行工況分析[J]. 夏迪,鐘云,劉毅,周文霞. 水泵技術. 2016(04)
[4]三維圓柱繞流數(shù)值模擬湍流方法的選擇[J]. 喬永亮,桂洪斌,劉祥鑫. 水利水運工程學報. 2016(03)
[5]AP 1400核主泵的四象限特性試驗研究[J]. 錢衛(wèi)東. 水泵技術. 2015(05)
[6]水泵水輪機四象限工作區(qū)流動特性數(shù)值分析[J]. 夏林生,程永光,蔡芳,張曉曦. 水利學報. 2015(07)
[7]核主泵葉輪與導葉葉片數(shù)匹配規(guī)律的數(shù)值優(yōu)化[J]. 楊從新,齊亞楠,黎義斌,王秀勇,程效銳. 機械工程學報. 2015(15)
[8]AP1000屏蔽式主泵倒轉運行分析[J]. 趙孟杰. 中國高新技術企業(yè). 2015(18)
[9]大流量工況下核主泵內部不穩(wěn)定特性分析[J]. 王鵬,袁壽其,王秀禮,周幫倫,李貴東. 振動與沖擊. 2015(09)
[10]世界核電延壽及退役市場初步研究[J]. 王欣,王蘇禮. 南華大學學報(社會科學版). 2015(02)
碩士論文
[1]導葉變化對核主泵性能的影響[D]. 王玲.蘭州理工大學 2017
[2]斷電事故下核主泵內流場數(shù)值模擬[D]. 徐一鳴.大連理工大學 2011
[3]基于CFD的1000MW級核主泵水力模型;嬎惴椒ㄑ芯縖D]. 單玉姣.大連理工大學 2010
[4]核主泵過流部件水力設計與內部流場數(shù)值模擬[D]. 秦杰.大連理工大學 2010
[5]斷電事故下核主泵流動及振動特性研究[D]. 劉夏杰.上海交通大學 2008
[6]湍流模型的比較、改進和應用[D]. 朱旭東.南京航空航天大學 2005
本文編號:3017010
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