發(fā)布時間：2017-05-22 14:08

  本文關(guān)鍵詞：基于CFD技術(shù)的高壓通海閥內(nèi)流道優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：閥門是在流體系統(tǒng)中用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置，在工業(yè)、民用、軍事裝備中起著重要的作用。眾所周知，在閥門流道中普遍存在著湍流、分離、氣穴，水擊等復(fù)雜的流動現(xiàn)象，由上述現(xiàn)象產(chǎn)生的振動和噪聲也就成為了人們重點(diǎn)關(guān)注和要解決的問題。 本文針對實(shí)際使用中高壓通海閥存在的流噪聲問題，建立了連續(xù)、不可壓縮、常溫粘度管內(nèi)流體動力學(xué)的質(zhì)量守恒方程和動量守恒方程。應(yīng)用Solidworks軟件對不同形狀的閥內(nèi)流道建立了三維幾何模型，導(dǎo)入計(jì)算流體動力學(xué)CFD通用軟件FLUENT中進(jìn)行仿真分析計(jì)算。在閥盤運(yùn)動和固定不動兩種狀態(tài)下，分別對流體在流道內(nèi)的流動狀態(tài)進(jìn)行二維、三維仿真計(jì)算，根據(jù)該可視化結(jié)果分析影響通海閥性能和產(chǎn)生噪聲的原因，對通海閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從而為通海閥的內(nèi)流道優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)。 為對通海閥進(jìn)行減阻降噪，研究其內(nèi)流道的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用兩種閥門結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算，并進(jìn)行了一系列的單因素影響流場數(shù)值分析，討論了流場特征。 通過計(jì)算該閥門結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵幾何形狀和尺寸對壓力、速度、湍動能強(qiáng)度等流動特征的影響，得到閥門內(nèi)流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要措施：安裝內(nèi)支架結(jié)構(gòu)，閥門內(nèi)轉(zhuǎn)角作導(dǎo)流處理，采用弧形閥桿，閥盤頂端作流線處理，敏感部位（喉頸收縮區(qū)、閥體密封處、閥盤尖角處內(nèi)外兩側(cè)、以及上閥腔死區(qū)位置）作圓角處理，提升閥盤階梯高度，以及增大閥門行程等。 采用上述優(yōu)化措施，可有效提高閥內(nèi)最低壓力、降低閥內(nèi)最高流速和閥內(nèi)最高湍動能、消除漩渦，能夠從根本上降低閥門流噪聲，為高壓通海閥提供一個安全、流暢的內(nèi)部通道。
【關(guān)鍵詞】：通海閥 內(nèi)流道 流噪聲 FLUENT 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題的研究目的、意義11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本課題的來源及研究的主要內(nèi)容14-18
• 第2章 計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)理論介紹18-28
• 2.1 計(jì)算流體動力學(xué)概述18-19
• 2.2 流體動力學(xué)基本方程19-23
• 2.3 湍流的數(shù)值模擬方法23-25
• 2.4 有限體積法25-28
• 第3章 通海閥內(nèi)流場的數(shù)值模擬及分析28-40
• 3.1 計(jì)算模型的建立28-29
• 3.1.1 幾何模型的生成28-29
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型的建立29
• 3.2 計(jì)算模型的網(wǎng)格劃分29-31
• 3.3 定義邊界條件31-34
• 3.4 數(shù)值模擬分析計(jì)算34-35
• 3.5 原閥內(nèi)流道數(shù)值模擬結(jié)果35-38
• 3.5.1 出水工況35-36
• 3.5.2 進(jìn)水工況36-38
• 3.6 并行計(jì)算38
• 3.7 本章小結(jié)38-40
• 第4章 閥門的流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化及結(jié)果分析40-59
• 4.1 優(yōu)化方案簡介40
• 4.2 方案一優(yōu)化設(shè)計(jì)40-53
• 4.2.1 內(nèi)支架優(yōu)化設(shè)計(jì)40-44
• 4.2.2 對敏感部位作圓角處理優(yōu)化設(shè)計(jì)44-45
• 4.2.3 閥盤與閥桿連接處階梯設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.4 閥盤、閥桿優(yōu)化設(shè)計(jì)46-48
• 4.2.5 沙丘狀導(dǎo)流壁優(yōu)化設(shè)計(jì)48-49
• 4.2.6 總體優(yōu)化設(shè)計(jì)49-53
• 4.3 方案二優(yōu)化設(shè)計(jì)53-58
• 4.3.1 壓強(qiáng)分布54
• 4.3.2 速度分布54
• 4.3.3 湍動能分布54-55
• 4.3.4 流態(tài)分布55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 通海閥水動力特性非穩(wěn)態(tài)分析59-69
• 5.1 引言59
• 5.2 前處理及計(jì)算過程59-63
• 5.2.1 動網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用59-61
• 5.2.2 邊界條件的設(shè)置61
• 5.2.3 UDF 功能及程序的編譯61-63
• 5.3 閥門關(guān)閉過程的動態(tài)分析63-66
• 5.4 閥門開啟過程的動態(tài)分析66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李哲;魏志軍;張平;;調(diào)壓閥內(nèi)流場數(shù)值模擬及動態(tài)特性分析[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2007年05期

2 孫萌;吳堂榮;崔雯;;船用直角通道閥門的降噪優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];船舶工程;2011年S2期

3 李寶良;范振興;霍焰;;基于CFD混流泵內(nèi)流場數(shù)值分析[J];大連交通大學(xué)學(xué)報;2011年01期

4 朱奇;谷傳綱;戴韌;;超超臨界百萬千瓦汽輪機(jī)主調(diào)閥流場非穩(wěn)態(tài)數(shù)值研究[J];動力工程學(xué)報;2010年10期

5 陸輝;調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)與性能分析[J];閥門;2001年04期

6 賈汝民;張偉政;;調(diào)節(jié)閥流場CFD數(shù)值模擬與流道優(yōu)化[J];化工機(jī)械;2009年02期

7 薛永飛;車福亮;王迎輝;陳愛東;;有壓管路中閥門關(guān)閉特性的數(shù)值研究[J];河南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

8 尹志勇;鐘榮;劉忠族;;管路系統(tǒng)振動噪聲控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J];艦船科學(xué)技術(shù);2006年S2期

9 蔡標(biāo)華;鄭海斌;;海水系統(tǒng)噪聲分析及其減振降噪措施綜述[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年12期

10 潘永成;王勇;謝玉東;;基于CFD的調(diào)節(jié)閥內(nèi)流場流動特性研究[J];機(jī)床與液壓;2011年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于CFD技術(shù)的高壓通海閥內(nèi)流道優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：385914