空化射流双倾角叠片式清洗器流场模拟与结构优化
发布时间：2021-10-08 18:59
随着工业的不断发展,管道结垢问题一直是影响管道输送能力的重大问题之一,因此迫切需要提出一种高效且适应能力强的管道清洗方法。空化射流清洗管道的方法对于解决管道污垢清洗问题有重大的帮助与研究意义。本文通过fluent模拟,对基于空化射流原理的清洗器在管道中静止与运动（三维模型与二维模型结合）的情况进行了模拟,同时基于模拟结果对不同管径下清洗器如何设计提供了思路,主要研究内容如下:（1）清洗器初始放入管道的模拟:将清洗器视为静止,模拟发现水不断流入清洗器过程中,首先在清洗器的第一组叶片上产生空化现象,随着水流继续流入第二组叶片,第一组叶片的空化开始消失,第二组产生空化,并且随着时间的推移,水流完全流过清洗器,空化现象只产生在第二组叶片上。以速度入口为5m/s的结果为例,稳定流动时的产生空化的最大水蒸气相百分数为0.96,流场的水蒸气体积为1.4×10-6m3,而且随着入口速度的增大,最大气含率不断增大趋于稳定,最大值约为0.97,水蒸气的体积随着入口速度不断增大。（2）清洗器在管内平动的模拟:模拟结果发现清洗器在管内运动时,清洗器的两组叶片均有空化...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 空化清洗方法介绍
1.1.1 空化理论
1.1.2 空化清洗原理
1.1.3 空化清洗技术的应用
1.1.4 空化清洗的优势
1.2 空化清洗研究进展
1.2.1 数值模拟研究进展
1.2.2 实验研究进展
1.3 主要研究内容
2 初始静止模拟分析
2.1 模拟思路与模型
2.2 模拟计算过程
2.2.1 计算模型选择
2.2.2 边界条件设定
2.3 模拟结果
2.3.1 水流通入过程结果分析
2.3.2 水流稳定流动结果分析
2.3.3 不同入口速度结果分析
2.4 本章小结
3 清洗器运动模拟分析
3.1 模拟思路
3.1.1 动网格基本设置
3.1.2 模拟速度设置
3.2 管内平动模拟
3.2.1 模型与边界条件设定
3.2.2 模拟结果分析
3.3 弯管转动模拟
3.3.1 180°弯管模拟结果
3.3.2 90°弯管模拟结果
3.3.3 45°弯管模拟结果
3.3.4 转弯结果分析
3.4 本章小结
4 不同管径下清洗器结构设计
4.1 基本结构建立
4.2 不同管径的设计思路
4.2.1 等比例缩放模型
4.2.2 入口缝隙不变模型
4.3 两种设计思路结果分析
4.4 完整模型缩放验证
4.5 空化效果与清洗器尺寸结构的分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]文丘里施肥器水力空化数值模拟[J]. 吴冬,卿启湘,文桂林. 农机化研究. 2018(11)
[2]空化模型中的相变系数对不同头型的适用性研究[J]. 王超,林扬,胡志强,衣瑞文. 舰船科学技术. 2018(03)
[3]水力空化对亚甲基蓝的去除研究[J]. 张锐,朱孟府,邓橙,邓宇,马军,刘红斌,陈平. 应用化工. 2018(04)
[4]油田管道结垢的影响机理研究分析[J]. 仇栋杰,孙浩哲. 石化技术. 2017(12)
[5]非定常空化流动研究现状与进展[J]. 黄彪,吴钦,王国玉. 排灌机械工程学报. 2018(01)
[6]不同湍流模型对平面叶栅气动性能预测的研究[J]. 杨凌,李大春,钟兢军. 中国科技论文. 2017(23)
[7]CFD技术在航空工程领域的应用、挑战与发展[J]. 周铸,黄江涛,黄勇,刘刚,陈作斌,王运涛,江雄. 航空学报. 2017(03)
[8]叶片型空穴射流清洗器结构的数值模拟研究[J]. 郭玉婷,郝惠娣,吴煜斌,张润,张雅婷. 西北大学学报(自然科学版). 2016(04)
[9]探究水力空蚀物理清洗的清洗效果及数值模拟[J]. 郭玉婷,郝惠娣,吴煜斌,钟雨心. 广州化工. 2016(08)
[10]基于实验观测的分域湍流模型在通气超空化中的评价[J]. 刘涛涛,王国玉,段磊. 北京理工大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]泵叶轮材料空蚀试验研究[D]. 邱宁.浙江大学 2016
[2]基于CFD方法的先进旋翼气动特性数值模拟及优化研究[D]. 王博.南京航空航天大学 2012
[3]空蚀发生过程中表面形貌作用机理研究[D]. 李永健.清华大学 2009
硕士论文
[1]水泵水轮机空化特性及过渡过程数值模拟研究[D]. 尤建锋.武汉大学 2017
[2]叶片式空化射流清洗器的结构参数设计及数值仿真研究[D]. 张美霞.大连海事大学 2017
[3]水下空化射流冲蚀技术及实验研究[D]. 赵文亮.浙江大学 2016
[4]空化射流清洗器在管道清洗中的数值仿真及实验研究[D]. 肖志勇.大连海事大学 2016
[5]油田管道空穴射流清洗工艺数值模拟与实验研究[D]. 姜艳威.哈尔滨理工大学 2012
[6]基于有限体积法的砼重力坝坝基防渗排水措施分析研究[D]. 宋永占.兰州理工大学 2011
[7]生物质燃油条件下流场中壁面处空化气泡溃灭过程影响的仿真研究[D]. 朱坤.合肥工业大学 2011
[8]喷管流场水力空化的CFD数值模拟[D]. 刘照东.东北石油大学 2011
[9]流体机械内部空化流动的数值模拟[D]. 卢池.西华大学 2006
本文编号：3424770
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 空化清洗方法介绍
1.1.1 空化理论
1.1.2 空化清洗原理
1.1.3 空化清洗技术的应用
1.1.4 空化清洗的优势
1.2 空化清洗研究进展
1.2.1 数值模拟研究进展
1.2.2 实验研究进展
1.3 主要研究内容
2 初始静止模拟分析
2.1 模拟思路与模型
2.2 模拟计算过程
2.2.1 计算模型选择
2.2.2 边界条件设定
2.3 模拟结果
2.3.1 水流通入过程结果分析
2.3.2 水流稳定流动结果分析
2.3.3 不同入口速度结果分析
2.4 本章小结
3 清洗器运动模拟分析
3.1 模拟思路
3.1.1 动网格基本设置
3.1.2 模拟速度设置
3.2 管内平动模拟
3.2.1 模型与边界条件设定
3.2.2 模拟结果分析
3.3 弯管转动模拟
3.3.1 180°弯管模拟结果
3.3.2 90°弯管模拟结果
3.3.3 45°弯管模拟结果
3.3.4 转弯结果分析
3.4 本章小结
4 不同管径下清洗器结构设计
4.1 基本结构建立
4.2 不同管径的设计思路
4.2.1 等比例缩放模型
4.2.2 入口缝隙不变模型
4.3 两种设计思路结果分析
4.4 完整模型缩放验证
4.5 空化效果与清洗器尺寸结构的分析
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]文丘里施肥器水力空化数值模拟[J]. 吴冬,卿启湘,文桂林. 农机化研究. 2018(11)
[2]空化模型中的相变系数对不同头型的适用性研究[J]. 王超,林扬,胡志强,衣瑞文. 舰船科学技术. 2018(03)
[3]水力空化对亚甲基蓝的去除研究[J]. 张锐,朱孟府,邓橙,邓宇,马军,刘红斌,陈平. 应用化工. 2018(04)
[4]油田管道结垢的影响机理研究分析[J]. 仇栋杰,孙浩哲. 石化技术. 2017(12)
[5]非定常空化流动研究现状与进展[J]. 黄彪,吴钦,王国玉. 排灌机械工程学报. 2018(01)
[6]不同湍流模型对平面叶栅气动性能预测的研究[J]. 杨凌,李大春,钟兢军. 中国科技论文. 2017(23)
[7]CFD技术在航空工程领域的应用、挑战与发展[J]. 周铸,黄江涛,黄勇,刘刚,陈作斌,王运涛,江雄. 航空学报. 2017(03)
[8]叶片型空穴射流清洗器结构的数值模拟研究[J]. 郭玉婷,郝惠娣,吴煜斌,张润,张雅婷. 西北大学学报(自然科学版). 2016(04)
[9]探究水力空蚀物理清洗的清洗效果及数值模拟[J]. 郭玉婷,郝惠娣,吴煜斌,钟雨心. 广州化工. 2016(08)
[10]基于实验观测的分域湍流模型在通气超空化中的评价[J]. 刘涛涛,王国玉,段磊. 北京理工大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]泵叶轮材料空蚀试验研究[D]. 邱宁.浙江大学 2016
[2]基于CFD方法的先进旋翼气动特性数值模拟及优化研究[D]. 王博.南京航空航天大学 2012
[3]空蚀发生过程中表面形貌作用机理研究[D]. 李永健.清华大学 2009
硕士论文
[1]水泵水轮机空化特性及过渡过程数值模拟研究[D]. 尤建锋.武汉大学 2017
[2]叶片式空化射流清洗器的结构参数设计及数值仿真研究[D]. 张美霞.大连海事大学 2017
[3]水下空化射流冲蚀技术及实验研究[D]. 赵文亮.浙江大学 2016
[4]空化射流清洗器在管道清洗中的数值仿真及实验研究[D]. 肖志勇.大连海事大学 2016
[5]油田管道空穴射流清洗工艺数值模拟与实验研究[D]. 姜艳威.哈尔滨理工大学 2012
[6]基于有限体积法的砼重力坝坝基防渗排水措施分析研究[D]. 宋永占.兰州理工大学 2011
[7]生物质燃油条件下流场中壁面处空化气泡溃灭过程影响的仿真研究[D]. 朱坤.合肥工业大学 2011
[8]喷管流场水力空化的CFD数值模拟[D]. 刘照东.东北石油大学 2011
[9]流体机械内部空化流动的数值模拟[D]. 卢池.西华大学 2006
本文编号：3424770
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