本文關(guān)鍵詞：超音速分離器噴管設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超音速分離器主要由旋流發(fā)生器,超音速噴管和擴(kuò)壓管組成。通過旋流發(fā)生器的旋流分離效應(yīng)和超音速噴管的膨脹制冷效應(yīng)實現(xiàn)水及重?zé)N的冷凝分離,具有結(jié)構(gòu)簡單,能耗低,易于維護(hù)等優(yōu)點。超音速噴管用于產(chǎn)生超音速氣流,一般為圓形或環(huán)形截面,是超音速分離器的關(guān)鍵制冷部件,對脫水效率有較大影響。本文根據(jù)空氣動力學(xué)基本理論,提出了一種超音速分離器噴管段設(shè)計方法,即維托辛斯基加R修正曲線結(jié)合特征線法�；谟嬎懔黧w力學(xué)及湍流模型基本理論,應(yīng)用CFD軟件開展數(shù)值計算研究,驗證噴管設(shè)計效果,并且對該方法所設(shè)計的噴管與傳統(tǒng)方法(維托辛斯基曲線結(jié)合富爾士法及維托辛斯基曲線結(jié)合錐形管法)所設(shè)計的噴管內(nèi)流場參數(shù)進(jìn)行數(shù)值計算及對比分析。結(jié)果表明三種噴管出口氣流參數(shù)都達(dá)到設(shè)計要求;采用該方法設(shè)計的噴管在內(nèi)部流場參數(shù)分布均勻性方面較傳統(tǒng)方法設(shè)計的噴管表現(xiàn)更好。為探索不同方法設(shè)計的噴管在脫水效率方面的區(qū)別,基于經(jīng)典成核理論建立了含濕氣體超音速凝結(jié)流動數(shù)學(xué)模型,沿流動方向推進(jìn)求解,計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)能夠較好的符合。將該模型應(yīng)用到以上三種不同方法設(shè)計的超音速噴管中,對三種噴管的脫水性能進(jìn)行了對比研究,結(jié)果表明維托辛斯基加R修正曲線結(jié)合特征線法所設(shè)計的噴管較傳統(tǒng)方法所設(shè)計的噴管脫水效率更高�；诤瑵駳怏w超音速凝結(jié)流動數(shù)學(xué)模型分析了維托辛斯基加R修正曲線結(jié)合特征線法所設(shè)計的噴管的入口壓力對其Wilson點的位置和脫水效率的影響,確定了該噴管的最佳工況范圍。
【關(guān)鍵詞】：超音速分離器 超音速噴管 特征線法
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE96
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究的目的及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展及現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 超音速脫水技術(shù)9-11
• 1.2.2 噴管設(shè)計11-12
• 1.2.3 含濕氣體超音速凝結(jié)流動理論12-13
• 1.3 本文主要工作13-14
• 1.4 技術(shù)路線14-15
• 2 氣體變截面超音速流動基本理論15-20
• 2.1 氣體流動狀態(tài)參數(shù)計算15-16
• 2.1.1 音速15
• 2.1.2 馬赫數(shù)15
• 2.1.3 滯止參數(shù)15-16
• 2.1.4 臨界參數(shù)16
• 2.2 可壓縮氣體流動特性16-19
• 2.2.1 可壓縮氣體內(nèi)的壓力擾動傳播16-17
• 2.2.2 超音速噴管各種壓比下的工況17-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 3 超音速噴管設(shè)計20-44
• 3.1 喉部半徑的確定20-24
• 3.2 收縮段曲線設(shè)計24-26
• 3.3 漸擴(kuò)段曲線的設(shè)計26-36
• 3.3.1 特征線法26-34
• 3.3.2 富爾士法34-36
• 3.3.3 錐形管法36
• 3.4 設(shè)計實例36-38
• 3.5 數(shù)值模擬及結(jié)果分析38-43
• 3.5.1 控制方程及定解條件38-39
• 3.5.2 湍流模型研究39
• 3.5.3 壁面條件處理39-40
• 3.5.4 結(jié)果及分析40-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 4 含濕氣體超音速凝結(jié)流動數(shù)學(xué)模型研究44-60
• 4.1 含濕氣體超音速凝結(jié)流動的特點44
• 4.2 基本凝結(jié)理論44-51
• 4.2.1 濕蒸汽的干度44-45
• 4.2.2 水蒸汽狀態(tài)方程45
• 4.2.3 過飽和度45
• 4.2.4 液滴表面張力45-46
• 4.2.5 臨界半徑46-48
• 4.2.6 成核率48-49
• 4.2.7 液珠生長率49-51
• 4.3 含濕氣體自發(fā)凝結(jié)成核一維模型51-59
• 4.3.1 模型假設(shè)51-52
• 4.3.2 混合氣體參數(shù)計算52
• 4.3.3 控制方程組52-56
• 4.3.4 數(shù)值求解56-57
• 4.3.5 模型驗證與結(jié)果分析57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 噴管脫水性能對比研究及適應(yīng)性分析60-64
• 5.1 不同噴管脫水性能對比研究60-63
• 5.2 噴管適應(yīng)性分析63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與建議64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 建議64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A：符號說明71-72
• 附錄B：維里系數(shù)72-73
• 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王治紅;朱超;王小強;但小東;;再循環(huán)腔進(jìn)口位置對超音速分離器流場影響數(shù)值分析[J];石油與天然氣化工;2014年02期

2 王應(yīng)聰;于躍云;胡玉生;王磊;張巧;;超音速分離技術(shù)在塔里木油田現(xiàn)場探索及應(yīng)用[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2012年15期

3 文闖;曹學(xué)文;楊燕;張玉蛟;張靜;王國棟;;一種先旋流后膨脹型超聲速分離器脫水性能實驗[J];石油學(xué)報;2012年02期

4 馬衛(wèi)鋒;張勇;李剛;羅金恒;陳志昕;張華;趙新偉;;國內(nèi)外天然氣脫水技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2011年06期

5 宋婧;王麗;陳家慶;陳志明;;噴管超音速分離技術(shù)在天然氣脫水中的應(yīng)用研究[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報;2010年01期

6 涂輝;蔣洪;劉曉強;;超音速分離在天然氣脫水中的應(yīng)用[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2008年03期

7 蔣文明;劉中良;劉恒偉;張新軍;張建;宋輝;魯樹東;;新型天然氣超音速脫水凈化裝置現(xiàn)場試驗[J];天然氣工業(yè);2008年02期

8 曹學(xué)文;陳麗;林宗虎;杜永軍;;用于超聲速旋流分離器中的超聲速噴管研究[J];天然氣工業(yè);2007年07期

9 黃躍,蔡頤年;考慮流動摩擦和狀態(tài)方程virial修正的Laval噴管濕蒸汽膨脹流動的理論解[J];工程熱物理學(xué)報;1987年04期

10 俞茂錚,陳孝隆;存在自發(fā)凝結(jié)的超音速濕蒸汽雙相流[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;1983年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 蔣文明;多組分凝結(jié)性超音速流傳熱傳質(zhì)理論及實驗研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

2 馬慶芬;旋轉(zhuǎn)超音速凝結(jié)流動及應(yīng)用技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 王美利;高速膨脹流動中的非平衡凝結(jié)及其對流場影響的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 劉恒偉;超音速分離管的研發(fā)及其流動與傳熱傳質(zhì)特性的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2006年

5 林智榮;蒸汽及燃?xì)馔钙絻?nèi)部真實氣體流動問題的研究[D];清華大學(xué);2005年

6 楊志毅;油氣超音速旋流分離技術(shù)研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 梁斌智;組合可調(diào)式超音速分離器設(shè)計與測試系統(tǒng)研究[D];西安石油大學(xué);2015年

2 李文龍;雙組分氣體超聲速凝結(jié)流動規(guī)律研究[D];中國石油大學(xué)（華東）;2013年

3 劉曉敏;錐心式超音速旋流分離器小壓比實驗性能研究[D];大連理工大學(xué);2012年

4 張靜;超聲速旋轉(zhuǎn)凝結(jié)流動規(guī)律研究[D];中國石油大學(xué);2011年

5 龐會中;新型超音速氣體凈化分離裝置設(shè)計研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

6 胡艷梅;超音速旋流分離器技術(shù)研究[D];中國石油大學(xué);2008年

7 李震東;超音速旋流分離器噴管設(shè)計與相變特性研究[D];中國石油大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：超音速分離器噴管設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366835