自“十二五”以來,深海天然氣田開發(fā)受到國家重視,天然氣在世界能源消耗中的占比逐漸上升,成為三大化石燃料之一。液化天然氣是世界公認(rèn)的清潔能源,具有節(jié)能、環(huán)保、可靠和經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。LNG潛液泵是海洋工程裝備中最核心的動力裝備,決定了液化天然氣的穩(wěn)定生產(chǎn)與安全運行。上世紀(jì)60年代,潛液泵技術(shù)開始運用于液化天然氣領(lǐng)域,與電機外置式的泵相比,潛液泵的設(shè)計更加安全。此外,由于全部組件都是浸沒在液體中的,能夠達(dá)到很好的隔音效果,潛液泵的工作噪聲非常小。由于上述諸多結(jié)構(gòu)優(yōu)點,潛液泵已被應(yīng)用于幾乎所有的LNG接收終端。液化天然氣的輸送流程中,LNG潛液泵輸送的液態(tài)天然氣溫度通常在-163^-120℃。由于泵機組長期在深冷工況運行,潛液泵內(nèi)極易出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象,這對潛液泵的空化性能提出了較高的要求。為了提高潛液泵抗汽蝕性能,在潛液泵首級葉輪前添加誘導(dǎo)輪是主要方法之一。本文以三維翼型和LNG低溫潛液泵誘導(dǎo)輪模型為研究對象,通過理論分析、數(shù)值模擬、外特性實驗和高速攝影實驗對空化流動機理進行了較為系統(tǒng)的研究,本文主要研究內(nèi)容如下:（1）針對三種常用湍流模型（k-ε、RNG k-ε以及SST ... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 低溫空化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 誘導(dǎo)輪研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究主要內(nèi)容
第二章 空化數(shù)值模擬的湍流模型修正與驗證
    2.1 概述
    2.2 基本控制方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 k-ε湍流模型
        2.3.2 RNG k-ε湍流模型
        2.3.3 SST k-ω湍流模型
    2.4 湍流模型修正
    2.5 NACA0015 翼型數(shù)值研究
        2.5.1 NACA0015 翼型幾何模型
        2.5.2 網(wǎng)格劃分
        2.5.3 邊界條件
        2.5.4 網(wǎng)格無關(guān)性計算
        2.5.5 25 ℃時不同湍流模型對NACA0015 翼型空化模擬影響研究
        2.5.6 50 ℃時不同湍流模型對NACA0015 翼型空化模擬影響研究
        2.5.7 70 ℃時不同湍流模型對NACA0015 翼型空化模擬影響研究
        2.5.8 不同溫度下修正的RNG k-ε模型對NACA0015 翼型空化模擬影響研究
    2.6 本章小節(jié)
第三章 考慮熱效應(yīng)的空化模型修正與優(yōu)化
    3.1 概述
    3.2 空化模型
        3.2.1 Schnerr-Sauer空化模型
        3.2.2 Merkle空化模型
        3.2.3 Kubota空化模型
    3.3 低溫空化數(shù)值計算研究
        3.3.1 Hord翼型三維模型
        3.3.2 翼型網(wǎng)格劃分
        3.3.3 邊界條件設(shè)置
        3.3.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        3.3.5 不同空化模型繞Hord翼型空化數(shù)值模擬
    3.4 Merkle模型的優(yōu)化研究
        3.4.1 優(yōu)化流程
        3.4.2 最優(yōu)拉丁超立方試驗設(shè)計
        3.4.3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        3.4.4 多島遺傳算法
    3.5 Merkle模型的修正研究
        3.5.1 空化模型修正
        3.5.2 修正前后空化模型繞Hord翼型空化數(shù)值模擬
    3.6 本章小節(jié)
第四章 低溫潛液泵誘導(dǎo)輪優(yōu)化研究
    4.1 概述
    4.2 誘導(dǎo)輪空化數(shù)值計算研究
        4.2.1 誘導(dǎo)輪三維模型
        4.2.2 誘導(dǎo)輪網(wǎng)格劃分
        4.2.3 邊界條件設(shè)置
        4.2.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        4.2.5 不同介質(zhì)下誘導(dǎo)輪空化性能研究
    4.3 誘導(dǎo)輪優(yōu)化研究
        4.3.1 近似模型建立
        4.3.2 近似模型靈敏性分析
        4.3.3 優(yōu)化過程與結(jié)果分析
    4.4 優(yōu)化的誘導(dǎo)輪數(shù)值計算研究
        4.4.1 介質(zhì)為常溫水的數(shù)值計算
        4.4.2 介質(zhì)為液化天然氣的數(shù)值計算
    4.5 本章小節(jié)
第五章 潛液泵空化模擬與實驗研究
    5.1 概述
    5.2 潛液泵物理模型與計算
        5.2.1 潛液泵結(jié)構(gòu)
        5.2.2 潛液泵網(wǎng)格劃分
        5.2.3 邊界條件設(shè)置
        5.2.4 潛液泵網(wǎng)格無關(guān)性驗證
    5.3 潛液泵外特性實驗研究
        5.3.1 潛液泵外特性實驗裝置
        5.3.2 潛液泵外特性實驗結(jié)果
        5.3.3 潛液泵汽蝕實驗結(jié)果
    5.4 潛液泵高速攝影實驗研究
        5.4.1 潛液泵高速攝影實驗裝置
        5.4.2 標(biāo)準(zhǔn)工況下潛液泵誘導(dǎo)輪空化特性
        5.4.3 不同工況下潛液泵誘導(dǎo)輪空化特性
    5.5 潛液泵空化特性研究
        5.5.1 介質(zhì)為常溫水的數(shù)值計算
        5.5.2 介質(zhì)為液化天然氣的數(shù)值計算
    5.6 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研工作
    一、發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    二、參與的科研工作


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2978223