本文關(guān)鍵詞：消能錐形閥內(nèi)部流動(dòng)與模型試驗(yàn)研究

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【摘要】：消能錐形閥是一種特殊的流體機(jī)械,主要作用是消減水利水電工程中過大的出流能量,降低對下游水工建筑及生態(tài)環(huán)境的影響,并對過流流量進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)。消能錐形閥內(nèi)部流場情況復(fù)雜,內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接影響其性能效果。本文目的在于優(yōu)選出高效的消能錐形閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式,分析不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)消能錐形閥的流場情況,并對錐形閥的消能效果及過流能力進(jìn)行探究。本次研究采用數(shù)值模擬計(jì)算與模型水力試驗(yàn)相結(jié)合的方法,利用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行消能錐形閥內(nèi)部流場的數(shù)值模擬分析,并制作了錐形閥模型進(jìn)行相同工況下的水力模型試驗(yàn)。通過數(shù)值模擬計(jì)算得到了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)消能錐形閥流場的壓力速度分布及流線的變化情況,計(jì)算出了各工況下的消能率,并分析了不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)消能錐形閥的消能效果。水力模型試驗(yàn)則測量得了到不同工況下消能錐形閥的流量與進(jìn)出口壓力值,分析了消能錐形閥消能效果及過流能力,同時(shí)以試驗(yàn)結(jié)果對模擬計(jì)算精度進(jìn)行了驗(yàn)證。論文得到以下幾點(diǎn)主要結(jié)論。其一,認(rèn)為內(nèi)部結(jié)構(gòu)為閥芯加環(huán)形錐形雙孔套結(jié)構(gòu)的錐形閥消能效果最優(yōu)。其中錐形閥芯起到主要的消能作用,環(huán)形與錐形孔套均可進(jìn)一步的提高消能錐形閥的整體性能效果。其次,在模擬與試驗(yàn)中均得出該型消能錐形閥存在有100%開度位置過流能力不佳的問題,通過探究認(rèn)為可暫將85%開度設(shè)為運(yùn)行時(shí)全開開度以優(yōu)化對流量的調(diào)節(jié)能力。最后,認(rèn)為內(nèi)部結(jié)構(gòu)為閥芯加環(huán)形錐形雙孔套的消能錐形閥性能最優(yōu),且能滿足水利工程對應(yīng)工況下的過流能力要求。
【關(guān)鍵詞】：CFD 試驗(yàn) 消能 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 錐形閥
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV135.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 水電站的泄流消能11-14
• 1.3 消能錐形閥簡介14-15
• 1.4 消能錐形閥的研究與發(fā)展15-18
• 1.4.1 消能錐形閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究15-16
• 1.4.2 消能錐形閥內(nèi)部流場的研究16-17
• 1.4.3 消能錐形閥CFD技術(shù)應(yīng)用的研究17-18
• 1.5 研究方法18-21
• 1.5.1 水力模型試驗(yàn)18-19
• 1.5.2 CFD數(shù)值模擬19-21
• 1.6 論文的主要工作21-24
• 1.6.1 研究背景21
• 1.6.2 研究內(nèi)容21
• 1.6.3 研究方案21-24
• 第二章 消能錐形閥三維建模與數(shù)值模擬計(jì)算24-38
• 2.1 錐形閥三維模型選擇與模擬工況設(shè)置24-25
• 2.2 錐形閥的Pro/E三維建模25-27
• 2.3 計(jì)算網(wǎng)格的劃分27-31
• 2.4 數(shù)值模擬計(jì)算31-37
• 2.4.1 數(shù)值計(jì)算模型32
• 2.4.2 數(shù)值計(jì)算參數(shù)及邊界條件設(shè)置32-33
• 2.4.3 數(shù)值計(jì)算工況及結(jié)果33-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 消能錐形閥數(shù)值模擬結(jié)果分析38-50
• 3.1 錐形閥數(shù)值模擬分析概況38-39
• 3.2 全開狀態(tài)下錐形閥內(nèi)部流場及消能效果分析39-45
• 3.2.1 內(nèi)部流場分析39-42
• 3.2.2 消能效果分析42-45
• 3.3 錐形閥變開度下內(nèi)部流場與過流能力分析45-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 消能錐形閥模型水力試驗(yàn)50-64
• 4.1 模型試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)過程50-54
• 4.1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c裝置50-52
• 4.1.2 水力試驗(yàn)內(nèi)容與過程52-54
• 4.2 水力模型試驗(yàn)工況及結(jié)果54-57
• 4.2.1 全開狀態(tài)消能錐形閥試驗(yàn)54-55
• 4.2.2 變開度錐形閥過流能力試驗(yàn)55-57
• 4.3 模擬計(jì)算精度對比驗(yàn)證與誤差分析57-62
• 4.3.1 數(shù)值模擬精度驗(yàn)證57-60
• 4.3.2 數(shù)值模擬與模型試驗(yàn)誤差原因分析60-62
• 4.4 消能錐形閥與對應(yīng)水電工程運(yùn)行要求分析62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-68
• 5.1 研究成果64-65
• 5.2 尚待進(jìn)一步研究的問題65-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 致謝71-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄72

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1 章福儀;錐形閥水力特性的幾點(diǎn)研究[J];水利水電技術(shù);1963年01期

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1 喻哲欽;消能錐形閥內(nèi)部流動(dòng)與模型試驗(yàn)研究[D];長沙理工大學(xué);2015年

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本文編號：526947