变频流量控制所致水击产生机理研究

发布时间：2020-04-08 21:02

【摘要】： 高效节能变频流量控制技术其应用日趋广泛,而变频流量控制所致水击现象成为该技术应用的关键技术问题。目前国际上仍缺乏变频调速所致水击现象的产生机理及其水击压力先进智能控制策略的研究成果报道,其水击产生机理仍未弄清。为此,如何准确预测复杂过程工业的变频流量控制输送系统的水击压力,以及水击压力精确控制仍是过程工业中的一项技术挑战。因此,研究建立变频流量控制所致水击压力理论预测方法和水击压力精确控制的先进智能控制策略对于确保过程装备系统的安全运行具有十分重要的理论研究价值和工程应用价值。本文针对变频流量控制所致水击过程的特点,建立了描述其产生过程的全三维瞬态等温黏弹性的理论模型和与其相适应的高效稳态有限元数值算法,通过数值模拟,研究了过程参数、数流变性能参数和系统结构对变频流量控制所致水击过程的影响规律,揭示了其产生机理,研究建立了避免变频流量控制所致水击的过程参数和流变性能参数关联控制模型,为水击压力精确控制奠定了科学的理论基础。主要取得如下成果： (1)基于流变学和流体动力学理论,针对黏弹性和纯黏性流体变频流量控制所致水击过程的特点,经合理假设,建立了描述其水击产生过程的全三维非稳态等温黏弹性理论模型和与之相适应的高效稳态有限元数值算法； (2)变频调速所致水击强度因子主要取决于流体密度、黏度和松弛时间,变频调速水击强度因子随着流体密度和松弛时间增加而增大,而随着流体黏度增加而减小,增加黏度或减小流体密度、松弛时间有利于水击的控制； (3)增加流体黏度会导致黏性耗散阻尼作用增强,故能有效减小压力波的传播,从而减弱水击程度；增加松弛时间会导致流体弹性增强,对压力波传播的放大作用效果越大,从而增强水击程度； (4)变频调速所致水击强度因子主要取决于系统流量、变频调速时间和变频调速范围,变频调速水击强度因子随着系统流量和变频调速范围的增加或变频调速时间的减小而增加,减小流量和变频调速范围或延长变频调速时间有利于水击的控制； (5)通过数值模拟,研究建立了避免变频流量控制所致水击的过程参数和流体流变性能参数关联控制数学模型,为变频流量控制所致水击压力的控制奠定了科学的理论基础。
【图文】：

电动调节阀,产品图

南华能岳阳电厂高、低压给水系统多次发生水击现象，造成多次停机，给电厂带来巨大经济损失。水击事故造成的后果轻则水管破裂，设备损坏，重则酿成人员伤亡等重大灾害。图1.1所示为电动调节阀产品图。图1.1电动调节阀产品图由此可见，，使用调节阀来控制流量，不仅能量损失相当大、效率低下、而且给生产所带来安全隐患是不容忽视的。我国是能耗大国，能源利用率很低，能源储备不足，国家正在倡导节能减排，故采用调节阀来对流量进行控制，就越来越难适应国家提出的高效节能、安全生产的要求，而另外一种新型的节能

变频水泵,产品图,变频调速技术

第1章绪论传动技术就可以很好的解决这个问题，这就是变频调速技术的使用，变频调速技术是通过改变水泵的转速达到控制流量的目的I’2]，图1.2为变频水泵产品图。’’蘸蘸图1.2变频水泵产品图变频调速技术的应用已相当广泛，该技术通过改变供电电源的频率实现对执行机构的速度调节，使电机始终处在高效率的工作状态，是一种全新、高效节能的先进过程流量控制技术，可以解决调节阀流量控制系统能耗大的问题【”，’4]。变频调速技术的应用不仅节约能源，还使电机启动变为软启动，减小了对电网的冲击;使系统的设备设施处于最佳工况，进而提高了系统的工作效率，延长了设施、设备的使用寿命，增加了设施、设备的机械运转能力，节约了一定的设备维修经费;采用变频调速技术后
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH231

【参考文献】