本文關(guān)鍵詞：軸向渦輪水動力學(xué)特性及數(shù)值模擬

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【摘要】：基于油田深床過濾技術(shù)的濾料反沖洗再生研究現(xiàn)狀,提出一種新型軸向動態(tài)濾料反洗再生技術(shù),其核心是將旋流場加載于濾床的水力反沖洗過程,構(gòu)建以軸向渦輪為動力的復(fù)合場反沖洗體系。研究利用Fluent模擬反沖洗過程軸向渦輪工作流場和流體運(yùn)動規(guī)律,建立軸向渦輪模型并分析其水動力學(xué)特性,為進(jìn)一步揭示動態(tài)反沖洗濾料再生機(jī)制奠定基礎(chǔ)�；谡恢蹦妇�葉片曲面的形成過程,利用葉片準(zhǔn)線方程,結(jié)合葉片泵理論建立平板渦輪葉片理論及方程。在平板葉片方程的基礎(chǔ)上,加載曲面參數(shù)信息,構(gòu)建了曲板葉片的參數(shù)方程。在ICEM中構(gòu)建了平板渦輪和曲板渦輪模型及其流場的三維模型,通過FLUENT模擬計算得到了渦輪流場的速度和壓力分布形式,展示了流體在渦輪中的流動情況。兩種葉形渦輪的速度場和壓力場分布情況表明,數(shù)值模擬結(jié)果能較真實(shí)的反映渦輪內(nèi)部流場的流動狀態(tài)。流體流過葉片后獲得速度增量,同時獲得壓能,動能和壓能在轉(zhuǎn)渦輪葉片出口處達(dá)到最大值,液流流出葉片后以較高速度螺旋形旋轉(zhuǎn)流出分離器。理論計算值和數(shù)值模擬結(jié)果對比表明,理論計算值和數(shù)值模擬值較接近,模擬結(jié)果基本符合實(shí)際流動情況。兩種渦輪形式下的流場計算對比表明,流體通過曲板渦輪后的運(yùn)動軌跡更均勻,速度場呈對稱分布,說明曲板渦輪組織流場的能力要優(yōu)于平板渦輪。
【關(guān)鍵詞】：軸向動態(tài)反沖洗 水動力學(xué)特性 濾料再生 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X741;TE93
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外深床過濾工藝濾料反沖洗研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-14
• 1.2.1 濾料反沖洗技術(shù)及理論的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 油田深床過濾工藝濾料反沖洗方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 軸向動態(tài)反沖洗濾料再生思想的提出14
• 1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線圖14-16
• 1.4.1 技術(shù)路線圖14
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 油田新型濾料再生技術(shù)及理論基礎(chǔ)16-23
• 2.1 軸向動態(tài)反沖洗濾料再生技術(shù)16
• 2.2 軸向動態(tài)反沖洗技術(shù)理論基礎(chǔ)16-18
• 2.2.1 旋流分離理論16-17
• 2.2.2 強(qiáng)制渦與自由渦17
• 2.2.3 旋流場速度分布17-18
• 2.3 流體運(yùn)動的研究方法18-19
• 2.4 流場內(nèi)液流的形狀19-20
• 2.4.1 圓柱繞流19-20
• 2.4.2 平板繞流20
• 2.5 流體在渦輪中的運(yùn)動分析20-21
• 2.5.1 速度三角形20-21
• 2.5.2 渦輪出口流動微分方程21
• 2.6 渦輪對流動介質(zhì)相互作用關(guān)系21-23
• 2.6.1 動量矩定律21-22
• 2.6.2 渦輪和流動介質(zhì)的相互作用力矩22-23
• 第三章 平板渦輪葉片模型的建立及數(shù)值計算23-40
• 3.1 平板葉片設(shè)計參數(shù)23-25
• 3.1.1 軸向渦輪葉片曲面方程23-24
• 3.1.2 平板葉片準(zhǔn)線方程的建立24-25
• 3.2 平板葉片的設(shè)計與三維建模25-28
• 3.2.1 ICEM CFD簡介26
• 3.2.2 平板渦輪模型生成26-27
• 3.2.3 構(gòu)建渦輪內(nèi)部流場27-28
• 3.3 網(wǎng)格劃分28-30
• 3.3.1 網(wǎng)格類型選擇28
• 3.3.2 平板渦輪及內(nèi)部流場的網(wǎng)格劃分28-29
• 3.3.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查及網(wǎng)格輸出29-30
• 3.4 平板葉片渦輪流場的數(shù)值計算30-31
• 3.4.1 FLUENT后處理器簡介30
• 3.4.2 求解步驟及邊界條件設(shè)定30-31
• 3.5 計算結(jié)果后處理31-36
• 3.5.1 壓力場分布31-32
• 3.5.2 速度場分布32-34
• 3.5.3 葉片表面流動狀態(tài)的分析34-36
• 3.6 渦輪流動狀態(tài)的分析36-39
• 3.6.1 壓力場的分析36-37
• 3.6.2 速度場的分析37-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第四章 曲板渦輪葉片模型的建立及數(shù)值計算40-52
• 4.1 葉片內(nèi)外準(zhǔn)線方程40
• 4.2 曲板葉片設(shè)計與三維建模40-42
• 4.2.1 曲板渦輪模型生成41
• 4.2.2 構(gòu)建渦輪內(nèi)部流場41-42
• 4.3 網(wǎng)格劃分及輸出42-43
• 4.4 求解步驟及邊界條件設(shè)定43
• 4.5 計算結(jié)果后處理43-47
• 4.5.1 壓力場分布43-45
• 4.5.2 速度場分布45-47
• 4.5.3 葉片表面流動分析47
• 4.6 對后處理結(jié)果的分析47-51
• 4.6.1 速度場計算分析47-50
• 4.6.2 壓力場計算分析50
• 4.6.3 功能轉(zhuǎn)化關(guān)系分析50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 兩種葉片形式渦輪內(nèi)流場的計算對比52-57
• 5.1 兩種葉片渦輪出口速度和壓力分布圖的比較52-53
• 5.2 兩種葉片渦輪出口速度和壓力XY—Plot圖比較53-56
• 5.2.1 液流出口切向速度XY—Plot圖比較53
• 5.2.2 液流出口軸向速度XY—Plot圖比較53-54
• 5.2.3 液流出口徑向速度XY—Plot圖比較54
• 5.2.4 液流出口壓力XY—Plot圖比較54-55
• 5.2.5 流體粒子運(yùn)動軌跡圖對比55-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 發(fā)表文章目錄62-65
• 致謝65-66

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