由于熔鹽具有良好的蓄熱、導(dǎo)熱能力以及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),使得熔鹽在未來先進(jìn)核能和光熱電站中有著巨大的應(yīng)用潛力。熔鹽泵是輸送高溫熔鹽的關(guān)鍵設(shè)備,運(yùn)行溫度可高達(dá)700¹000℃,且熔鹽密度高、粘度大,這些均給熔鹽泵的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此,高溫熔鹽泵的研發(fā)已成為當(dāng)前水力機(jī)械領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。為了探索高溫熔鹽泵的設(shè)計(jì)和分析方法,本文采用理論分析、數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合的方法對(duì)立式高溫熔鹽泵的過流部件進(jìn)行了水力設(shè)計(jì),并從靜力學(xué)強(qiáng)度和動(dòng)力學(xué)特性兩個(gè)方面對(duì)其運(yùn)行可靠性進(jìn)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(yīng)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(jìn)展;介紹了流體計(jì)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(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)葉輪、導(dǎo)葉和環(huán)形蝸室進(jìn)行了水力設(shè)計(jì),給出了過流部件主要尺寸的確定方法和計(jì)算過程;結(jié)合樣機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的水力性能進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案合理,滿足設(shè)計(jì)要求。（3）對(duì)高溫熔鹽泵進(jìn)行全流場定常數(shù)值模擬,計(jì)算了高溫熔鹽泵輸送水和熔鹽兩種介質(zhì)時(shí)的水力性能;根據(jù)數(shù)值計(jì)算... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)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(shè)計(jì)
    2.1 設(shè)計(jì)基本要求
    2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 葉輪的水力設(shè)計(jì)
    2.4 導(dǎo)葉的水力設(shè)計(jì)
    2.5 環(huán)形蝸室的水力設(shè)計(jì)
    2.6 高溫熔鹽泵性能驗(yàn)證
    2.7 本章小結(jié)
第三章 高溫熔鹽泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)
        3.1.1 計(jì)算流體力學(xué)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(jì)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(shè)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(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證
    3.5 計(jì)算結(jié)果與分析
        3.5.1 不同介質(zhì)下熔鹽泵性能對(duì)比
        3.5.2 不同介質(zhì)下絕對(duì)速度分布對(duì)比
        3.5.3 不同介質(zhì)下靜壓分布對(duì)比
        3.5.4 不同介質(zhì)下葉輪相對(duì)速度分布對(duì)比
    3.6 本章小結(jié)
第四章 高溫熔鹽泵溫升過程葉輪強(qiáng)度校核與分析
    4.1 高溫熔鹽泵的啟動(dòng)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(jì)算流程
        4.2.3 控制方程
    4.3 溫升過程中溫度場的計(jì)算與分析
        4.3.1 計(jì)算模型與初始條件設(shè)定
        4.3.2 不同時(shí)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(dǎo)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(shí)體溫度計(jì)算結(jié)果
    4.5 溫升過程中葉輪應(yīng)力計(jì)算與分析
        4.5.1 屈服準(zhǔn)則簡述
        4.5.2 結(jié)構(gòu)分析前處理
        4.5.3 葉輪熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)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(dòng)力學(xué)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(jì)算
        5.2.1 模態(tài)分析對(duì)象及工況
        5.2.2 內(nèi)流計(jì)算方法
        5.2.3 結(jié)構(gòu)體網(wǎng)格劃分
        5.2.4 約束設(shè)置
        5.2.5 無預(yù)應(yīng)力下的模態(tài)分析
        5.2.6 有預(yù)應(yīng)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(yīng)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(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間參加科研項(xiàng)目和發(fā)表論文
    論文發(fā)表情況
    參加科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3040715