發(fā)布時(shí)間：2017-10-11 16:18

  本文關(guān)鍵詞：蒸汽壓縮蒸餾裝置壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的分析研究

  更多相關(guān)文章： 蒸汽壓蒸餾裝置 羅茨壓縮機(jī) 型線設(shè)計(jì) 動(dòng)網(wǎng)格 數(shù)值模擬

【摘要】：隨著我國(guó)載人空間飛行、深空探測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展,空間站廢水回收的技術(shù)成為我國(guó)航天事業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。參考大量文獻(xiàn),蒸汽壓縮蒸餾技術(shù)是廢水回收的首選。羅茨壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)械,其工作腔內(nèi)部氣體沒有被壓縮,而是依靠排氣口處瞬時(shí)回流的高壓氣體使得工作腔內(nèi)氣體的壓力升高。羅茨壓縮機(jī)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,輸出氣體干凈等優(yōu)點(diǎn),是蒸汽壓縮蒸餾裝置中水蒸氣壓縮冷凝的最理想選擇。分析羅茨轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)羅茨壓縮機(jī)工作性能的影響,以便更好地完成蒸汽壓縮蒸餾裝置蒸發(fā)、冷凝功能。主要內(nèi)容包括:針對(duì)蒸汽壓縮蒸餾裝置的工作要求,分析了傳統(tǒng)羅茨壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線的不足,建立了“圓弧——漸開線——圓弧包絡(luò)線”的型線方程;利用Creo Parametric 2.0軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)平臺(tái)繪制羅茨轉(zhuǎn)子型線,并進(jìn)行干涉檢驗(yàn),以保證計(jì)算結(jié)果的正確性,并構(gòu)建羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的二維幾何模型。利用ANSYS ICEM CFD軟件將模型分為進(jìn)氣部分,旋轉(zhuǎn)區(qū)域和排氣部分三個(gè)部分劃分混合網(wǎng)格。進(jìn)氣部分和排氣部分采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(Quadrilateral),旋轉(zhuǎn)區(qū)域采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格(Triangle)。運(yùn)用ANSYS Fluent軟件對(duì)羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析:根據(jù)羅茨壓縮機(jī)的工作情況設(shè)置初始條件和邊界條件,通過(guò)編寫Profile宏定義旋轉(zhuǎn)區(qū)域網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)參數(shù),采用RNG k-e模型、湍流模型及“PISO”算法進(jìn)行模擬計(jì)算。通過(guò)分析數(shù)值模擬結(jié)果得出:流場(chǎng)內(nèi)的靜壓、流速的變化規(guī)律;排氣流量隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化規(guī)律,并找出排氣流量脈動(dòng)的原因。確定模擬結(jié)果的正確性后,改變羅茨壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,最終確定合理的羅茨壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍;改變?nèi)~輪形狀,進(jìn)行對(duì)比分析,得到葉輪形狀對(duì)流場(chǎng)的影響。已達(dá)到優(yōu)化羅茨壓縮機(jī)工作性能的目的。
【關(guān)鍵詞】：蒸汽壓蒸餾裝置 羅茨壓縮機(jī) 型線設(shè)計(jì) 動(dòng)網(wǎng)格 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V444.37
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 蒸汽壓縮蒸餾技術(shù)簡(jiǎn)介10-12
• 1.1.1 蒸汽壓縮蒸餾裝置工作原理10-11
• 1.1.2 蒸汽壓縮蒸餾系統(tǒng)的發(fā)展歷程11-12
• 1.2 蒸汽壓縮蒸餾裝置壓縮機(jī)類型的確定12-16
• 1.2.1 壓縮機(jī)的分類12-14
• 1.2.2 羅茨壓縮機(jī)主體結(jié)構(gòu)14-15
• 1.2.3 羅茨壓縮機(jī)的工作原理15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外羅茨壓縮機(jī)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及研究方法18-20
• 第2章 羅茨壓縮機(jī)的實(shí)體建模及動(dòng)態(tài)仿真20-31
• 2.1 羅茨轉(zhuǎn)子型線的簡(jiǎn)介20
• 2.2 羅茨轉(zhuǎn)子型線的構(gòu)建20-28
• 2.2.1 傳統(tǒng)三葉漸開線轉(zhuǎn)子型線20-23
• 2.2.2 漸開線轉(zhuǎn)子型線的改進(jìn)設(shè)計(jì)23-28
• 2.3 羅茨轉(zhuǎn)子三維實(shí)體模型的創(chuàng)建及動(dòng)態(tài)仿真28-29
• 2.3.1 羅茨轉(zhuǎn)子三維實(shí)體模型的創(chuàng)建28
• 2.3.2 羅茨轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)仿真及碰撞檢驗(yàn)28-29
• 2.4 三葉直葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)三維實(shí)體模型的創(chuàng)建29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 三葉直葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬31-53
• 3.1 三葉直葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)有限元模型的創(chuàng)建31-37
• 3.1.1 網(wǎng)格概述31-32
• 3.1.2 動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介32-34
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分軟件—ANSYS ICEM CFD34-35
• 3.1.4 三葉直葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的二維模型的創(chuàng)建35
• 3.1.5 羅茨壓縮機(jī)計(jì)算域網(wǎng)格劃分35-37
• 3.1.6 導(dǎo)出ANSYS Fluent格式的有限元模型37
• 3.2 建立流體動(dòng)力學(xué)控制方程37-41
• 3.2.1 質(zhì)量守恒方程37-38
• 3.2.2 動(dòng)量守恒方程38
• 3.2.3 能量守恒方程38-39
• 3.2.4 湍流模型39-41
• 3.3 ANSYS Fluent求解計(jì)算41-44
• 3.3.1 ANSYS Fluent軟件簡(jiǎn)介41
• 3.3.2 物理參數(shù)41
• 3.3.3 邊界條件41-42
• 3.3.4 初始條件42
• 3.3.5 非一致網(wǎng)格交界面設(shè)置42
• 3.3.6 動(dòng)網(wǎng)格設(shè)置42-44
• 3.3.7 求解器設(shè)置44
• 3.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析44-52
• 3.4.1 排氣.質(zhì)量流量隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化情況44-46
• 3.4.2 進(jìn)氣.和排氣.壓力隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的變化情況46-47
• 3.4.3 典型時(shí)刻的速度變化47-50
• 3.4.4 典型時(shí)刻的壓力變化50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 轉(zhuǎn)速和葉型對(duì)排氣.質(zhì)量流量的影響53-60
• 4.1 分析轉(zhuǎn)速對(duì)羅茨壓縮機(jī)排氣.質(zhì)量流量的影響53-55
• 4.2 分析羅茨轉(zhuǎn)子葉輪形狀對(duì)壓縮機(jī)排氣.流量的影響55-59
• 4.2.1 三葉扭葉羅茨轉(zhuǎn)子三維實(shí)體模型的創(chuàng)建55-56
• 4.2.2 三葉扭葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)有限元模型的創(chuàng)建56-57
• 4.2.3 三葉扭葉羅茨壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介66-67
• 作者簡(jiǎn)介67-68
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 江帆;陳維平;王一軍;區(qū)嘉潔;;基于動(dòng)網(wǎng)格的離心泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬[J];流體機(jī)械;2007年07期

2 ;EXPERIMENTAL RESEARCH ON AERODYNAMIC PERFORMANCE AND EXIT FLOW FIELD OF LOW PRESSURE AXIAL FLOW FAN WITH CIRCUMFERENTIAL SKEWED BLADES[J];Journal of Hydrodynamics;2007年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙永東;螺旋式三葉羅茨泵設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)子CAD研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2001年

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本文編號(hào)：1013532