本文關(guān)鍵詞：超聲波熱量表基表結(jié)構(gòu)參數(shù)與水流特性關(guān)系的研究

  更多相關(guān)文章： 超聲波熱量表 數(shù)值模擬 K系數(shù) 壓力損失 離散相模型

【摘要】：節(jié)能減排是我國長期執(zhí)行的基本國策,供熱系統(tǒng)是我國能源消耗和環(huán)境污染大戶,推行供熱改革和熱計(jì)量收費(fèi)勢在必行。推行熱計(jì)量收費(fèi)需要大量效能良好的熱量表,而國內(nèi)目前的的熱量表工藝不能很好地適應(yīng)供熱系統(tǒng),同時(shí)與發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品也有一定的差距,對熱量表的研究刻不容緩。本文以目前市場上最普遍的DN25U型反射柱式超聲波熱量表為基礎(chǔ),對之基表內(nèi)流場特性進(jìn)行了研究,給出了五種優(yōu)化流場特性的基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,并在含雜質(zhì)水和不含雜質(zhì)水中進(jìn)行了對比分析,對超聲波熱量表的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)提供一定的理論借鑒和參考。本文主要以理論分析指導(dǎo)數(shù)值模擬,并用試驗(yàn)驗(yàn)證模擬仿真的正確性和優(yōu)越性。理論分析融合于數(shù)值模擬中,完善并指導(dǎo)數(shù)值模擬。借鑒以往的仿真模擬經(jīng)驗(yàn),利用流體力學(xué)計(jì)算軟件,模擬了超聲波熱量表基表內(nèi)流場進(jìn)行了三維流場,對模擬結(jié)果進(jìn)行分析,得到流場速度分布、K系數(shù)曲線及不同聲道K系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和基表內(nèi)壓力損失,提出改善流場的五種基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案：進(jìn)口端反射柱前部加裝導(dǎo)流片、出口端反射柱后部加裝導(dǎo)流片、兩端反射柱均加裝導(dǎo)流片、反射柱上部削平部分和整合以上措施。同樣數(shù)值模擬了五種基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案并對其結(jié)果進(jìn)行分析,得到流場速度分布、K系數(shù)曲線及不同聲道K系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和基表內(nèi)壓力損失并與原基表進(jìn)行對比分析,獲得五種基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案的優(yōu)劣。因?yàn)閷?shí)際供熱管道中的水都是含有雜質(zhì)的,為了更好地反映超聲波熱量表基表在實(shí)際工況中的流場特性,本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件中的離散相模型模擬了原基表及五種結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案在含雜質(zhì)水中的水流特性,分析了雜質(zhì)濃度分布與流量的關(guān)系,并與不含雜質(zhì)水對比分析了不同聲道K系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差、基表內(nèi)壓力損失等參數(shù),獲得其在實(shí)際供熱情況下流動(dòng)特性。本文針對超聲波熱量表基表結(jié)構(gòu)和水流特性參數(shù)關(guān)系的研究工作為超聲波熱量表的設(shè)計(jì)及測量精度方面提供了相關(guān)理論依據(jù)和指導(dǎo),目前國內(nèi)缺乏關(guān)于超聲波熱量表在實(shí)際供熱工況中流場特性的研究,因此本研究在一定程度上填補(bǔ)了國內(nèi)在此領(lǐng)域的空白,具有一定的創(chuàng)新性。
【關(guān)鍵詞】：超聲波熱量表 數(shù)值模擬 K系數(shù) 壓力損失 離散相模型
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH81
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 主要符號14-16
• 1 緒論16-25
• 1.1 課題背景16-17
• 1.2 熱量表發(fā)展和研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 國外發(fā)展和研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展和研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 熱量表原理20-21
• 1.4 熱量表分類21-24
• 1.4.1 機(jī)械式熱量表21
• 1.4.2 電磁式熱量表21-22
• 1.4.3 超聲波式熱量表22-24
• 1.5 課題研究內(nèi)容與方法24-25
• 2 計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)25-32
• 2.1 數(shù)值模擬軟件介紹25-26
• 2.1.1 網(wǎng)格生成軟件Gambit25
• 2.1.2 數(shù)值模擬求解軟件Fluent25-26
• 2.2 數(shù)值模擬方法26-32
• 2.2.1 流體力學(xué)控制方程26-28
• 2.2.2 直接數(shù)值模擬28
• 2.2.3 大渦模擬28
• 2.2.4 雷諾時(shí)均法28-32
• 3 基于CFD的超聲波熱量表流場特性數(shù)值模擬32-47
• 3.1 數(shù)值模擬方案32-41
• 3.1.1 物理模型及網(wǎng)格處理32-33
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.1.3 邊界條件的設(shè)定34
• 3.1.4 湍流參數(shù)的設(shè)定34-35
• 3.1.5 計(jì)算初始化及收斂性分析35-36
• 3.1.6 計(jì)算優(yōu)越性及正確性分析36-41
• 3.2 模擬結(jié)果分析41-47
• 3.2.1 流場速度分布41-44
• 3.2.2 K系數(shù)分析及壓力損失44-47
• 4 超聲波熱量表基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)對水流特性參數(shù)的影響分析47-69
• 4.1 五種基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案模型尺寸47-51
• 4.1.1 入口端反射柱前端加裝整流片模型尺寸47-48
• 4.1.2 出口端反射柱后端加裝整流片模型尺寸48-49
• 4.1.3 兩端加裝整流片模型尺寸49-50
• 4.1.4 反射柱頂部削平部分模型尺寸50-51
• 4.1.5 整合所有措施模型尺寸51
• 4.2 五種基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案下的流場速度分布51-65
• 4.2.1 前端加裝整流片的流場速度分布52-54
• 4.2.2 后端加裝整流片的流場速度分布54-57
• 4.2.3 兩端均加裝整流片的流場速度分布57-59
• 4.2.4 反射柱頂部削平部分的流場速度分布59-62
• 4.2.5 整合所有措施的流場速度分布62-65
• 4.3 K系數(shù)分析65-67
• 4.3.1 不同聲道K系數(shù)分析65-66
• 4.3.2 不同流量點(diǎn)下K系數(shù)分析66-67
• 4.4 壓力損失分析67-69
• 5 基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施在中小流量點(diǎn)和含雜質(zhì)水中對水流特性參數(shù)的影響分析69-88
• 5.1 基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施在中小流量點(diǎn)下對水流特性參數(shù)影響分析69-72
• 5.1.1 基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施在各流量點(diǎn)下不同聲道K系數(shù)分析69-71
• 5.1.2 基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施在流量點(diǎn)0.07m~3/h下不同聲道K系數(shù)分析71-72
• 5.2 基表結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施在含雜質(zhì)水中對水流特性參數(shù)影響分析72-88
• 5.2.1 離散型模型介紹及參數(shù)設(shè)置73
• 5.2.2 超聲渡熱量表內(nèi)雜質(zhì)巧度分布73-82
• 5.2.3 超聲波熱量表在含雜質(zhì)水中K系數(shù)分析82-86
• 5.2.4 超聲波熱量表在含雜質(zhì)水中壓力損失分析86-88
• 6 總結(jié)與展望88-92
• 6.1 總結(jié)88-90
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)與不足90-91
• 6.3 下一步工作91-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 致謝97-98
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表98

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1101764