本文關(guān)鍵詞：離心式半貧液泵泵內(nèi)流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣處理過(guò)程中，脫碳工藝是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。中海石油湛江分公司東方終端二期脫碳系統(tǒng)采用活化MDEA工藝脫除CO_2，流程為兩段吸收、兩段再生，MDEA溶液吸收CO_2后成為富MDEA液，經(jīng)過(guò)部分解析后形成半貧MDEA溶液，半貧MDEA溶液需要增壓提升至吸收塔中段，此處所需設(shè)備即是離心式半貧液泵，為使生產(chǎn)連續(xù)化，泵在生產(chǎn)中起著十分重要的作用。但是二期脫碳系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)泵損壞現(xiàn)象，這不利于裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，不利于生產(chǎn)。針對(duì)以上問(wèn)題，本課題以離心式半貧液泵為研究對(duì)象，考慮半貧液的特性和離心泵的運(yùn)行狀況，基于計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)，從研究離心泵內(nèi)部流體流動(dòng)的機(jī)理出發(fā)，使用數(shù)值模擬仿真分析泵內(nèi)流場(chǎng)中半貧MDEA溶液特性及泵內(nèi)流場(chǎng)流動(dòng)規(guī)律，并預(yù)測(cè)泵的性能曲線。 首先，詳細(xì)介紹了東方終端二期脫碳系統(tǒng)采用的脫碳工藝、活化MDEA脫碳技術(shù)及其脫碳原理，并根據(jù)兩段吸收、兩段再生脫碳流程，指出半貧MDEA溶液是不飽和溶液，根據(jù)閃蒸壓力和閃蒸溫度，分析得到了半貧液的組成成分、CO_2在半貧液的體積分?jǐn)?shù)分布狀況等特性。 其次，離心式半貧液泵泵內(nèi)流場(chǎng)中的流動(dòng)是三維的、不可壓縮的、粘性的、具有復(fù)雜規(guī)律的流動(dòng)，，這與泵內(nèi)形狀復(fù)雜的葉輪和蝸殼結(jié)構(gòu)、半貧MDEA溶液特性以及轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪和靜止蝸殼之間互相耦合干涉作用是密切相關(guān)的。本課題選取離心泵從進(jìn)口到蝸殼出口的整個(gè)流道為流動(dòng)計(jì)算區(qū)域，包括進(jìn)口段、葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域和蝸殼收集區(qū)域。利用Solidworks軟件建立流體模型，并利用Gambit軟件采用適用性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格劃分模型。選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程湍流模型，作為離心泵泵內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值建模的封閉模型。根據(jù)離心泵的運(yùn)行條件和半貧液不可壓縮流動(dòng)采用速度進(jìn)口，自由流出邊界條件。離心泵內(nèi)部流場(chǎng)主要存在旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)區(qū)域(葉輪內(nèi)流體)和靜止不動(dòng)的區(qū)域（蝸殼內(nèi)流體），他們動(dòng)靜之間的耦合模型采用的是多參考系模型。計(jì)算求解模型采用的是分離求解器(segregated solver)，動(dòng)量方程和連續(xù)性方程采用SIMPLE算法聯(lián)立求解，得到離心泵泵內(nèi)流場(chǎng)的分布狀況。 最后，根據(jù)CFD數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果分析了離心泵內(nèi)的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布，得出了模擬結(jié)果符合葉輪和蝸殼的工作原理，離心泵葉輪的作用就是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能，而蝸殼的功能就是收集從葉輪出來(lái)的高速流體，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能。并根據(jù)半貧液特性進(jìn)行UDF編程，得分析了泵內(nèi)半貧液特性。為更好的了解泵的性能，根據(jù)仿真模擬結(jié)果預(yù)測(cè)出泵的性能曲線。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 半貧液 數(shù)值模擬 流場(chǎng)分析 CFD
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題背景和意義12-13
• 1.2 離心泵工作原理與特性13-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析15-18
• 1.3.1 無(wú)粘性流動(dòng)計(jì)算16-17
• 1.3.2 粘性流動(dòng)計(jì)算17-18
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 半貧 MDEA 溶液特性分析20-30
• 2.1 脫碳工藝介紹20-21
• 2.2 活化 MDEA 脫碳技術(shù)21-23
• 2.2.1 脫碳工藝原理21-22
• 2.2.2 脫碳流程22-23
• 2.3 半貧 MDEA 溶液成分分析23-24
• 2.4 半貧 MDEA 溶液特性分析24-29
• 2.4.1 CO_2在 MDEA/PZ 水溶液溶解度的影響因素24-25
• 2.4.2 CO_2在 MDEA/PZ 水溶液中的溶解度公式25-27
• 2.4.3 半貧液中 CO_2體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算27-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第三章 離心泵內(nèi)三維流動(dòng)基本方程30-40
• 3.1 基本方程30-31
• 3.2 湍流模型31-35
• 3.2.1 半貧液雷諾數(shù)的計(jì)算31-32
• 3.2.2 渦粘模型32
• 3.2.3 零方程模型32-33
• 3.2.4 一方程模型33-34
• 3.2.5 兩方程模型—標(biāo)準(zhǔn) k-ε模型34-35
• 3.3 控制方程離散及數(shù)值計(jì)算35-36
• 3.3.1 控制方程的離散35-36
• 3.3.2 數(shù)值計(jì)算方法36
• 3.4 旋轉(zhuǎn)葉輪和靜止蝸殼之間的耦合模型36-37
• 3.5 多相流模型分析37-38
• 3.6 小結(jié)38-40
• 第四章 泵內(nèi)流動(dòng)計(jì)算及結(jié)果分析40-50
• 4.1 泵內(nèi)流體三維實(shí)體造型40-41
• 4.1.1 計(jì)算區(qū)域的確定40
• 4.1.2 模型的主要設(shè)計(jì)參數(shù)40-41
• 4.1.3 三維實(shí)體流體模型41
• 4.2 網(wǎng)格劃分技術(shù)41-43
• 4.2.1 網(wǎng)格分類(lèi)41-42
• 4.2.2 計(jì)算模型網(wǎng)格的生成42-43
• 4.2.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查43
• 4.3 邊界條件的確定43-45
• 4.3.1 進(jìn)口邊界條件43-44
• 4.3.2 出口邊界條件44-45
• 4.3.3 固體壁面邊界條件45
• 4.4 數(shù)學(xué)模型45-46
• 4.5 離心泵流場(chǎng)仿真結(jié)果分析46-49
• 4.5.1 離心泵內(nèi)半貧液狀態(tài)分布46-47
• 4.5.2 離心泵內(nèi)壓力場(chǎng)分布47-48
• 4.5.3 離心泵內(nèi)速度場(chǎng)分布48-49
• 4.6 小結(jié)49-50
• 第五章 泵內(nèi)流場(chǎng)特性曲線分析50-60
• 5.1 離心泵內(nèi)部流場(chǎng)分析50-53
• 5.1.1 不同工況下離心泵內(nèi)壓力分布50-52
• 5.1.2 不同工況下離心泵內(nèi)速度分布52-53
• 5.2 離心泵的計(jì)算性能曲線53-59
• 5.2.1 離心泵的性能曲線53-54
• 5.2.2 離心泵各性能參數(shù)的計(jì)算公式54-55
• 5.2.3 離心泵特性分析55-59
• 5.3 小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60
• 6.2 展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-70
• 附錄70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：離心式半貧液泵泵內(nèi)流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：459800