本文關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

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【摘要】：調(diào)節(jié)閥在我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域使用廣泛，因此對(duì)于調(diào)節(jié)閥的研究具有十分重要的意義。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分，其調(diào)節(jié)能力直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)復(fù)雜多變，呈現(xiàn)出明顯的隨機(jī)性與三維特性；一直以來(lái)采用實(shí)驗(yàn)方法作為研究手段，可以獲得調(diào)節(jié)閥的一些總體性能參數(shù)，但由于受到成本與實(shí)驗(yàn)周期的限制，常采用經(jīng)驗(yàn)公式或相似設(shè)計(jì)的方法對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，，而對(duì)于一些復(fù)雜工況下的調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)，很難獲得準(zhǔn)確的流體流動(dòng)相關(guān)參數(shù)。本研究嘗試通過數(shù)值模擬的方法對(duì)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算與分析。 根據(jù)調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)的粘性流動(dòng)、湍流流動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)渦流流動(dòng)，結(jié)合流體力學(xué)基本理論與方法，建立了調(diào)節(jié)閥的三維流場(chǎng)模型。選取典型的工況條件，在計(jì)算流體力學(xué)分析軟件Fluent平臺(tái)上進(jìn)行調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模擬。獲得了反映調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流體流動(dòng)的相關(guān)參數(shù)，如壓力分布，速度分布，馬赫數(shù)分布。 針對(duì)典型工況數(shù)值計(jì)算結(jié)果，確定了調(diào)節(jié)閥流量與開度之間的關(guān)系以及閥門流道結(jié)構(gòu)形式與幾何參數(shù)對(duì)調(diào)節(jié)閥壓力損失的影響；分析結(jié)果表明，小開度相對(duì)其他開度情況下，其閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式是閥內(nèi)產(chǎn)生蒸汽流動(dòng)損失的主要原因。同時(shí)，對(duì)小開度下調(diào)節(jié)閥內(nèi)特殊的流道結(jié)構(gòu)引發(fā)的沖擊射流，漩渦流，激波效應(yīng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了分析，確定了導(dǎo)致流動(dòng)損失的原因。 最后，根據(jù)調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)與流動(dòng)損失之間的關(guān)系，選定了閥座擴(kuò)壓角，閥芯外形輪廓線以及偏心度等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，確定了流動(dòng)損失最小的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)。 本研究采用數(shù)值模擬方法對(duì)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的氣動(dòng)性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與計(jì)算，獲得了調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場(chǎng)的詳細(xì)參數(shù)，同時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。研究結(jié)果對(duì)于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)與開發(fā)具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：調(diào)節(jié)閥 數(shù)值模擬 流場(chǎng) 結(jié)構(gòu)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH134
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)介10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 主要研究手段11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-14
• 1.3.3 流場(chǎng)的數(shù)值模擬方法14-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)計(jì)算模型的建立18-32
• 2.1 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)幾何模型的建立19-21
• 2.2 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)計(jì)算網(wǎng)格的劃分21-23
• 2.3 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)模型方程的分析與選定23-29
• 2.3.1 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)流動(dòng)狀態(tài)分析23-24
• 2.3.2 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)湍流模型的選定24-29
• 2.4 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)近壁面處理29
• 2.5 調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)計(jì)算邊界條件29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 調(diào)節(jié)閥流量特性分析32-40
• 3.1 調(diào)節(jié)閥開度與流量關(guān)系32-36
• 3.2 各工況下計(jì)算結(jié)果的比較與分析36-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 調(diào)節(jié)閥典型流場(chǎng)數(shù)值模擬結(jié)果分析40-55
• 4.1 調(diào)節(jié)閥典型流場(chǎng)流型分析40-43
• 4.2 調(diào)節(jié)閥小開度流場(chǎng)分析43-47
• 4.2.1 調(diào)節(jié)閥小開度速度場(chǎng)分析43-45
• 4.2.2 調(diào)節(jié)閥小開度壓力場(chǎng)分析45-47
• 4.3 激波特性對(duì)調(diào)節(jié)閥性能的影響47
• 4.4 調(diào)節(jié)閥損失分析47-51
• 4.4.1 調(diào)節(jié)閥流動(dòng)損失分析47-50
• 4.4.2 調(diào)節(jié)閥小開度流動(dòng)損失分析50-51
• 4.5 數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析51-53
• 4.5.1 閥內(nèi)靜態(tài)特性的對(duì)比52
• 4.5.2 閥內(nèi)動(dòng)態(tài)特性的對(duì)比52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第5章 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化55-66
• 5.1 閥座型線擴(kuò)壓角度的改進(jìn)55-57
• 5.1.1 閥座擴(kuò)壓角55-56
• 5.1.2 閥座擴(kuò)壓角的優(yōu)化56-57
• 5.2 閥芯型線的設(shè)計(jì)改進(jìn)57-61
• 5.2.1 閥芯外形輪廓57-60
• 5.2.2 改進(jìn)閥芯60-61
• 5.3 調(diào)節(jié)閥偏心度的改進(jìn)61-65
• 5.3.1 閥門偏心度61-63
• 5.3.2 偏心度與壓力損失的關(guān)系63-64
• 5.3.3 偏心度對(duì)閥碟的影響64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72

【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)：881504