本文關(guān)鍵詞：氣液兩相介質(zhì)下液力透平力特性的研究

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【摘要】：液力透平是一種能量回收裝置,它可以對(duì)工藝流程中的高壓液體能量進(jìn)行再利用。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中流入液力透平的高壓液體中是含有介氣體質(zhì)的,然而氣體的存在不僅影響透平的內(nèi)部流動(dòng),而且還會(huì)影響到透平所受的徑向力和軸向力。所以研究泵反轉(zhuǎn)作透平在氣液兩相介質(zhì)中的內(nèi)部流動(dòng)情況和所受徑向力和軸向力的影響是非常有意義的。本文通過(guò)CFD軟件對(duì)液力透平在進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)分別為φ=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20的氣液兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬,同時(shí)在流量qv,t=78、83.2、88.4、93.6、98.8m3/h這5個(gè)工況點(diǎn)對(duì)透平所受徑向力和軸向力進(jìn)行研究,主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1.通過(guò)比較和分析透平在不同進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)下的外特性可知：透平在清水介質(zhì)時(shí)的效率是最高的,在氣液兩相介質(zhì)時(shí)透平的效率隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增加而逐漸變小,這說(shuō)明氣體的存在對(duì)透平效率的影響是很大；透平在氣液兩相介質(zhì)時(shí)的功率總體要低于其在清水介質(zhì)中的功率,且功率是隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的變大而逐漸變小的；氣液兩相介質(zhì)時(shí),透平的壓頭隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大而增大,隨著流量增大而增大。 2.通過(guò)對(duì)透平內(nèi)部流場(chǎng)的分析可知,透平內(nèi)部氣液兩相介質(zhì)的流動(dòng)隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大變得不斷加劇,相對(duì)速度也隨之變大；透平內(nèi)部充滿氣體但是分布的并不是很均勻,透平從進(jìn)口到出口的壓力是逐漸變小的,因此氣體膨脹開來(lái)使其在出口處的進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)變大。 3.徑向力是影響透平穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一,通過(guò)CFD數(shù)值計(jì)算得到透平在不同進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)下所受徑向力的大小和方向,分析徑向力對(duì)液力透平的影響；氣液兩相介質(zhì)時(shí)透平的徑向力隨著流量的增加先減小而后增大,隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大而逐漸變小,徑向力的方向在沿液流距隔舌80°-130°角之間。 4.軸向力是影響透平穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一,為了實(shí)現(xiàn)透平軸向力的定量求解,研究其軸向力受介質(zhì)的影響和隨介質(zhì)的變化規(guī)律。通過(guò)CFD數(shù)值模擬對(duì)透平在不同流量及不同進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的氣液兩相介質(zhì)中進(jìn)行數(shù)值模擬,得到透平所受的軸向力、變化規(guī)律以及對(duì)透平的影響；在氣液兩相流介質(zhì)時(shí),透平的軸向力隨著流量的增大而先減小后增大,隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增加逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：液力透平 徑向力 軸向力 離心泵 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景和研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 泵反轉(zhuǎn)作液力透平11-15
• 1.2.2 PAT的應(yīng)用及產(chǎn)生的問(wèn)題15-17
• 1.3 氣液兩相流泵研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 氣液兩相流泵研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 氣液兩相流研究進(jìn)展19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第2章 CFD數(shù)值計(jì)算的基本理論21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 數(shù)值模擬時(shí)的湍流模型21-22
• 2.3 數(shù)值計(jì)算應(yīng)用的離散方法22-23
• 2.4 多相流的數(shù)值模型的選擇23-25
• 2.5 兩相流的控制方程25-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 液力透平模型建立和網(wǎng)格劃分28-40
• 3.1 液力透平的實(shí)體建模28-31
• 3.1.1 液力透平葉輪的建模28-29
• 3.1.2 液力透平蝸殼模型的建立過(guò)程29-30
• 3.1.3 液力透平整機(jī)實(shí)體模型生成30-31
• 3.2 網(wǎng)格的劃分31-37
• 3.2.1 Gambit軟件的簡(jiǎn)單介紹31-32
• 3.2.2 劃分網(wǎng)格32-37
• 3.3 網(wǎng)格質(zhì)量的檢查37-38
• 3.3.1 網(wǎng)格質(zhì)量分析37
• 3.3.2 網(wǎng)格質(zhì)量控制37-38
• 3.4 流場(chǎng)邊界條件38-39
• 3.4.1 基本假設(shè)38
• 3.4.2 邊界條件的設(shè)定38-39
• 3.4.3 數(shù)值模擬的收斂指標(biāo)39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 液力透平外特性和內(nèi)流場(chǎng)的分析40-48
• 4.1 液力透平外特性分析40-43
• 4.2 變含氣量時(shí)透平內(nèi)流場(chǎng)的分布及對(duì)透平的影響43-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第5章 液力透平徑向力和軸向力的分析48-62
• 5.1 液力透平徑向力的分析48-53
• 5.1.1 離心泵徑向力產(chǎn)生的原因48
• 5.1.2 徑向力的計(jì)算方法48-49
• 5.1.3 透平所受徑向力的計(jì)算結(jié)果49-51
• 5.1.4 不同氣體體積分?jǐn)?shù)對(duì)透平徑向力的影響51-53
• 5.2 液力透平軸向力的分析53-60
• 5.2.1 透平軸向力產(chǎn)生的原因53-54
• 5.2.2 透平軸向力的模擬結(jié)果及計(jì)算54-59
• 5.2.3 不同氣體體積分?jǐn)?shù)對(duì)透平軸向力的影響59-60
• 5.3 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論與展望62-64
• 1 結(jié)論62-63
• 2 存在的不足與展望63-64
• 2.1 不足63
• 2.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68

【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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本文編號(hào)：713428