發(fā)布時間：2017-09-20 01:24

  本文關(guān)鍵詞：動態(tài)流程模擬中動力設備與管網(wǎng)的計算及應用

  更多相關(guān)文章： 動態(tài)流程模擬 動力設備 離心泵 管網(wǎng)計算

【摘要】：動態(tài)流程模擬技術(shù)是系統(tǒng)工程中技術(shù)難度與經(jīng)濟價值均較高的一種模擬技術(shù),其產(chǎn)品——化工廠仿真機常常被用于人員培訓和裝置優(yōu)化的工作中,因此,動態(tài)流程模擬技術(shù)的研發(fā)和改進對于提升工廠效益、保障安全生產(chǎn)等方面具有很大的意義。而在化工廠中,以離心泵和壓縮機為代表的動力設備雖不進行傳質(zhì)過程,但其巨大的耗電量一直是工藝優(yōu)化人員關(guān)注的對象。由于歷史原因,動態(tài)流程模擬的程序?qū)τ趧恿υO備的模擬計算較為簡單,其模型不能體現(xiàn)動力設備的動態(tài)特性與能耗特性。此缺陷不僅影響了仿真機的準確性,也限制了動態(tài)流程模擬技術(shù)在化工廠能量優(yōu)化上的應用。本論文從離心泵的特性曲線出發(fā),通過對離心泵動態(tài)過程的描述,基于前人的研究成果,嘗試給出了離心泵動態(tài)模塊的計算框圖。并根據(jù)框圖及管網(wǎng)流量的計算方法,編寫了應用于動態(tài)流程模擬的離心泵模塊程序。同時,利用城市供水管網(wǎng)的動態(tài)計算過程對離心泵模塊進行了測試,測試結(jié)果與離心泵實際的動態(tài)過程和本論文作者的預期相符合。在此之上,筆者基于流程模擬計算尺度對動量傳遞過程的計算要求,開發(fā)了接入管道計算的動力設備計算程序。該程序的模擬效果不及離心泵的單元模塊,但是其計算過程不包含迭代,計算效率高,滿足流程模擬尺度動量傳遞計算的要求。在進行離心泵模塊開發(fā)過程中,本論文作者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有動態(tài)流程模擬程序中管網(wǎng)計算亦存在計算結(jié)果不穩(wěn)定的缺陷。通過對管道流動計算的回顧,本論文作者從機理層面分析了動態(tài)流程模擬中管網(wǎng)計算過程的難度,剖析了當前動態(tài)流程模擬程序計算管網(wǎng)流動的方法。在此之上,通過對蒸汽分配動態(tài)模擬計算程序的逐步跟蹤,本論文作者找到了模擬計算結(jié)果振蕩的直接原因,并通過改進迭代策略解決了蒸汽分配過程計算結(jié)果不穩(wěn)定的問題。同時,本論文作者分析了引起管網(wǎng)過程計算結(jié)果不穩(wěn)定的根本原因,并據(jù)此給出了解決管網(wǎng)計算不穩(wěn)定的一般策略。本論文對動態(tài)流程模擬程序的研發(fā)和改進,其意義不僅僅在于給出一個開發(fā)動力設備動態(tài)模塊的完整思路,更在于提供了一種在現(xiàn)有程序的基礎(chǔ)上開發(fā)新功能,并將新功能融合于現(xiàn)有程序的一種策略。該策略值得流程模擬平臺的研發(fā)者加以借鑒,也值得平臺的使用人員參考。
【關(guān)鍵詞】：動態(tài)流程模擬 動力設備 離心泵 管網(wǎng)計算
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ018
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 符號說明17-19
• 第一章 緒論19-27
• 1.1 過程工業(yè)與系統(tǒng)工程概述19-21
• 1.1.1 過程工業(yè)及其發(fā)展19-20
• 1.1.2 系統(tǒng)20
• 1.1.3 系統(tǒng)工程20
• 1.1.4 流程模擬及其產(chǎn)品20-21
• 1.2 動力設備概述21-22
• 1.2.1 動力設備的含義與發(fā)展21
• 1.2.2 離心泵及其模擬21-22
• 1.3 管網(wǎng)識別與計算概述22-24
• 1.3.1 管網(wǎng)22-23
• 1.3.2 管網(wǎng)的識別23
• 1.3.3 特殊管道計算的討論23
• 1.3.4 管網(wǎng)計算的邏輯23-24
• 1.3.5 管網(wǎng)計算的應用24
• 1.4 本論文作者的研究思路與研究內(nèi)容24-27
• 1.4.1 研究思路24-25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-27
• 第二章 離心泵模型化的討論27-35
• 2.1 離心泵的物理模型27-31
• 2.1.1 離心泵的一般討論27
• 2.1.2 離心泵啟動過程的物理模型27-29
• 2.1.3 離心泵工況調(diào)節(jié)過程的物理模型29-30
• 2.1.4 離心泵停車過程的物理模型30-31
• 2.2 離心泵的數(shù)學模型31-32
• 2.3 離心泵動態(tài)過程模型化32-35
• 2.3.1 結(jié)合數(shù)學模型對離心泵動態(tài)過程的分析32-33
• 2.3.2 離心泵模型化過程的一些討論33-35
• 第三章 離心泵的動態(tài)建模35-51
• 3.1 離心泵模塊開發(fā)的準備35-37
• 3.1.1 離心泵的功率與能量衡算35
• 3.1.2 離心泵特性曲線的擬合35-37
• 3.2 離心泵模塊的試開發(fā)37-47
• 3.2.1 離心泵動態(tài)計算環(huán)境的建立38
• 3.2.2 管網(wǎng)計算過程38-40
• 3.2.3 離心泵的計算過程40-42
• 3.2.4 離心泵計算過程的調(diào)整42-45
• 3.2.5 對上下游管道流量不一致的離心泵模型的討論45
• 3.2.6 關(guān)于兩種不正�，F(xiàn)象的討論45-47
• 3.3 基于DSO平臺的離心泵模塊的開發(fā)47-51
• 3.3.1 離心泵特性曲線的處理47-48
• 3.3.2 將離心泵模塊接入DSO平臺的一些工作48-49
• 3.3.3 離心泵模塊的調(diào)試與討論49-51
• 第四章 動態(tài)流程模擬尺度的動力設備計算過程51-57
• 4.1 流程模擬尺度計算的特點51-52
• 4.2 流程模擬尺度中動力設備計算的難度52
• 4.3 流程模擬尺度的動力設備計算過程52-54
• 4.4 流程模擬尺度的動力設備計算效果與評價54-57
• 第五章 動態(tài)流程模擬中的管網(wǎng)計算57-69
• 5.1 DSO平臺的基本介紹57-59
• 5.1.1 動態(tài)流程模擬開發(fā)的配置57
• 5.1.2 建立動態(tài)流程模擬的過程57-58
• 5.1.3 動態(tài)流程模擬的意義58-59
• 5.2 DSO平臺管網(wǎng)計算的過程59-63
• 5.2.1 管網(wǎng)的確定59-60
• 5.2.2 管網(wǎng)計算的目標60-61
• 5.2.3 DSO平臺管網(wǎng)計算的邏輯61-63
• 5.2.4 DSO平臺管網(wǎng)計算的缺陷63
• 5.3 DSO平臺管網(wǎng)計算的改進63-66
• 5.3.1 DSO平臺中的阻力系數(shù)和流通能力系數(shù)64-65
• 5.3.2 振蕩現(xiàn)象的原因65-66
• 5.3.3 管網(wǎng)計算的改進66
• 5.4 DSO平臺管網(wǎng)計算改進的討論66-69
• 5.4.1 松弛因子的取值66-67
• 5.4.2 通用的管網(wǎng)計算改進方法67-69
• 第六章 供水管網(wǎng)的模擬69-85
• 6.1 城市供水管網(wǎng)的簡介69
• 6.2 城市供水管網(wǎng)的模型69-71
• 6.2.1 動態(tài)模擬流程的確定69-71
• 6.2.2 離心泵參數(shù)的配置71
• 6.3 城市供水管網(wǎng)動態(tài)流程模擬的結(jié)果與討論71-85
• 6.3.1 各分支管路的最大供水能力71-73
• 6.3.2 供水過程的動態(tài)特性分析：離心泵73-79
• 6.3.3 供水過程的動態(tài)特性分析：供水負荷變化79-85
• 第七章 結(jié)論與展望85-87
• 7.1 結(jié)論85
• 7.2 展望85-87
• 7.2.1 關(guān)于動力設備模塊的展望85-86
• 7.2.2 關(guān)于管網(wǎng)計算的展望86-87
• 參考文獻87-91
• 附錄91-93
• 致謝93-95
• 作者和導師簡介95-97
• 附件97-98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳喜春;李咸善;陳鐵;郭志峰;;基于拓撲搜索的水電站輔機系統(tǒng)動態(tài)仿真建模[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2014年11期

2 汪家瓊;蔣萬明;孔繁余;屈曉云;宿向輝;;基于Particle模型固液兩相流離心泵流場數(shù)值模擬[J];排灌機械工程學報;2013年10期

3 任蕓;劉厚林;舒敏驊;吳賢芳;;湍流模型在離心泵偏工況性能預測中的適用性分析[J];流體機械;2012年10期

4 李曉俊;袁壽其;潘中永;李亞林;陽君;;離心泵邊界層網(wǎng)格的實現(xiàn)及應用評價[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年20期

5 劉厚林;劉東喜;王勇;吳賢芳;莊宿國;;三種空化模型在離心泵空化流計算中的應用評價[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年16期

6 陳萬青;王盡孝;;基于泵內(nèi)特性的離心式給水泵建模仿真及可視化研究[J];黑河學院學報;2011年01期

7 舒敏驊;劉厚林;談明高;任蕓;何曉鋒;;不同比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵設計工況下湍流模型的適用性研究[J];中國農(nóng)村水利水電;2011年02期

8 劉梅清;李秋瑋;白耀華;劉志勇;林琦;;湍流模型在雙吸離心泵數(shù)值模擬中的適用性分析[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2010年S1期

9 張淑佳;李賢華;朱保林;胡清波;;k-ε渦粘湍流模型用于離心泵數(shù)值模擬的適用性[J];機械工程學報;2009年04期

10 童躍平;張淑佳;李賢華;張韜;;標準κ-ε模型與RSM模型在離心泵三維模擬中的比較[J];浙江工業(yè)大學學報;2008年06期

，

本文編號：885088